Nur noch etwa 2000 Große Pandas kommen in freier Wildbahn vor. Ihr Lebensraum fällt immer weiter menschlichen Aktivitäten zum Opfer, wird zerteilt und zerstört, sodass die Spezies gefährdet ist. „Gegenwärtig haben die Bemühungen um die Erhaltung des Großen Pandas zu einem messbaren Anstieg der Population geführt, was vor allem auf den Schutz des Lebensraums und die Nachzucht in Gefangenschaft zurückzuführen ist“, berichtet ein Team um Yuliang Liu vom Forschungszentrum für die Zucht des Großen Pandas in Chengdu in China. 2016 hat die Weltnaturschutzunion IUCN den Gefährdungsstatus der Spezies deshalb von „stark gefährdet“ auf „gefährdet“ herabgestuft. Dennoch sinkt die genetische Vielfalt in zahlreichen isoliert lebenden Pandabären-Populationen. „Für 15 wildlebende Populationen betragt das Risiko des Aussterbens über 90 Prozent“, schreiben die Forschenden. „Es ist unbedingt erforderlich, die genetischen Ressourcen der Großen Pandas zu erhalten.“
Reprogrammierung von Fibroblasten
Liu und sein Team haben dafür nun einen biotechnologischen Ansatz gewählt. „Uns ist es erstmals gelungen, erfolgreich induzierte pluripotente Stammzellen aus den Fibroblasten des Großen Pandas zu erzeugen“, berichten sie. Als Zellspender dienten zwei Pandabären aus dem Forschungszentrum in Chengdu: das 13-jährige Weibchen Xingrong und das 14-jährige Männchen Loubao. Von beiden Pandas entnahmen die Forschenden kleine Gewebeproben aus der Haut und isolierten daraus einige Fibroblasten.
Durch eine Reihe aufeinander abgestimmter Reprogrammierungsschritte wandelten sie diese Zellen in induzierte pluripotente Stammzellen um. Dabei entwickelten die Forschenden eine artspezifische Zusammensetzung der Zellkultur und untersuchten und dokumentierten, welche biochemischen Signalnetze die Pluripotenz der Zellen auslösten und ihre Vermehrung förderten. Analysen der Gentranskription belegten, dass in den induzierten pluripotenten Stammzellen im Vergleich zu den ursprünglichen Fibroblasten 1261 Gene hochreguliert waren – darunter solche, die in Verbindung mit der Zellteilung und der embryonalen Entwicklung stehen – und 1671 Gene herunterreguliert waren.
Hilfreich für Forschung, Medizin und Arterhaltung
In weiteren Versuchen testete das Team, wie verschiedene Bedingungen in der Zellkultur die Differenzierung der Stammzellen beeinflussen. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass die induzierten pluripotenten Stammzellen des Großen Pandas die Fähigkeit besitzen, sich in verschiedene Zelltypen zu differenzieren, was einen bemerkenswerten Beitrag zum Repertoire an Ressourcen für die Grundlagenforschung an Großen Pandas und die klinische Behandlung von Krankheiten des Großen Pandas darstellt“, schreiben Liu und seine Kollegen.
