Weltweit gibt es nur noch zwei Nördliche Breitmaulnashörner: die 33-jährige Najin und ihre 22-jährige Tochter Fatu. Männliche Exemplare gibt es nicht mehr. Die beiden Weibchen leben in einem Reservat in Kenia. Wilderei und die Zerstörung ihres Lebensraumes trieben diese größte Nashorn-Art der Welt an den Rand des Aussterbens. Und zwar so schnell, dass auch traditionelle Zuchtprogramme und Maßnahmen zum Schutz ihres Lebensraumes nicht mehr rechtzeitig einschreiten konnten. Eine Lösung aus dem Labor musste her.
Wie rettet man mit zwei Weibchen eine ganze Art?
Es gibt zwei Ansätze, um die Art vom Labor aus vor dem Aussterben zu bewahren. Der erste Ansatz setzt auf „klassische“ künstliche Befruchtung. Fatu produziert anders als die alte Najin noch funktionsfähige Eizellen. Außerdem liegt tiefgefrorenes Sperma von vier verstorbenen Bullen vor. Man kann Fatus Eizellen also künstlich mit diesem Sperma befruchten und den Embryo dann von einer Leihmutter, einem nahe verwandten Südlichen Breitmaulnashorn, austragen lassen. Fatu selbst darf aufgrund von Problemen mit der Achillessehne nicht trächtig werden. Diese Methode wurde zwar bereits mehrmals angewandt, kann aber nicht die einzige langfristige Lösung für den Arterhalt bleiben, weil der Genpool sonst zu klein würde.
„Es war von Anfang klar, dass wir das Nördliche Breitmaulnashorn nicht langfristig vor dem Aussterben retten können, wenn wir für die künstliche Befruchtung nur auf natürliche Keimzellen zurückgreifen. Eine ergänzende Strategie, um Keimzellen mit deutlich höherer genetischer Vielfalt und in größerer Zahl zu gewinnen, ist von entscheidender Bedeutung“, erklärt Thomas Hildebrandt vom Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung. Diese ergänzende Strategie besteht darin, Eizellen und Spermien anderer, bereits verstorbener Nördlicher Breitmaulnashörner zu gewinnen. Sechs weitere Individuen kommen dafür in Frage. Von ihnen sind allerdings weder Eizellen noch Spermien, sondern lediglich Zellkulturen ausgereifter Körperzellen, zum Beispiel Hautzellen, erhalten. Diese Kulturen müssen also zunächst zu Keimzellen rückgezüchtet werden.
Bislang war den Wissenschaftlern bereits gelungen, ausgereifte Nashornzellen zu pluripotenten Stammzellen zurückzuprogrammieren. Solche induzierten pluripotenten Stammzellen sind noch undifferenziert und können sich zu verschiedensten Gewebetypen, unter anderem Keimzellen, entwickeln. Das nötige Prozedere lautet also: Hautzelle wird zur Stammzelle wird zur Keimzelle.
Erste Keimzell-Vorläufer erzeugt
Auf dem Weg von der Stammzelle zur Keimzelle ist Forschenden um Masafumi Hayashi von der Universität Osaka nun ein Meilenstein gelungen. Sie schafften es, aus induzierten pluripotenten Stammzellen eines verstorbenen Nördlichen Breitmaulnashornweibchens Urkeimzellen zu erschaffen, also die Vorgänger von dessen Eizellen. „Es ist das erste Mal, dass Urkeimzellen einer großen und zugleich bedrohten Säugetierart aus Stammzellen generiert werden konnten“, sagt Hayashi. Bislang war das nur bei Nagetieren und Primaten gelungen. „Die genaue Orchestrierung, wann Zellen welche Signale brauchen, um sich wie gewünscht zu entwickeln, ist für jede Art anders. Diese Entwicklung in der Zellkultur nachzustellen, ist eine extrem große Herausforderung“, erklärt der Wissenschaftler. Anders als bei Nagetieren identifizierten die Forschenden bei den Nashörnern das Gen SOX17 als einen Schlüssel für die Entstehung der Vorläuferzellen. Das Gen spielt auch bei der menschlichen Keimzellentwicklung eine wesentliche Rolle.
