Nicht mehr eine Supermacht: Wie diese lächelnden Salamander der Schlüssel zur Regenerierung der Gliedmaßen beim Menschen sein könnten

Ein Glied zu verlieren ist ein qualvoller Prozess, der oft schwerwiegende Folgen hat. Dies erschwert die täglichen Aktivitäten immens und kann jemanden daran hindern, Aufgaben auszuführen, die die volle Nutzung seiner Gliedmaßen erfordern. Stellen Sie sich jedoch vor, wenn ein Arzt einem Patienten sagen könnte, dass er sein verlorenes Anhängsel wieder wachsen lassen könnte. Der Schlüssel zur Erschließung dieser potenziellen Behandlung kann in einer speziellen Salamanderart liegen.

Ambystoma mexicanum oder kurz Axolotl (aks-o-lot-tle) ist ein mexikanischer neotenischer Salamander. Diese Amphibien sind zwar allgemein für ihre rosafarbene Haut bekannt, erben jedoch hauptsächlich schwarze Haut und stammen aus Xochimilco, einem See in der Nähe von Mexico City. Interessanterweise können sie auch eine weiße, Albino- oder braune Farbe annehmen. Ihr größtes körperliches Merkmal ist jedoch höchstwahrscheinlich ihr bezauberndes Lächeln, das fast jeden dazu bringen würde, ein Grinsen zurückzugeben.

Diese „mexikanischen Wanderfische“ (ein anderer Spitzname für diesen Salamander) sind auch ein Vorbild für ein Konzept, das als Neotenie bekannt ist, bei dem eine Art ihre jugendlichen Merkmale bis ins Erwachsenenalter beibehält. Dies bedeutet, dass das Axolotl im Larvenstadium geschlechtsreif wird, bevor es zu einem terrestrischen Erwachsenen wird.

Obwohl diese Eigenschaften ziemlich einzigartig sind, ist das, was diese Amphibien so attraktiv macht, nicht ihr Lächeln oder ihre Neotenie, sondern ihre Fähigkeit, Gliedmaßen zu regenerieren. Während dieses Merkmal bei anderen Spezies wie Eidechsen und Seesternen gesehen wird, können Axolotls weit mehr Gewebe regenerieren, einschließlich Rückenmark, Haut, Kiefer, Gliedmaßen und Schwanz. Es macht keinen Unterschied, wo ein Teil abgetrennt wird, die Regeneration hinterlässt der Kreatur keine Narben. Nehmen Sie ein Stück ihres Rückenmarks heraus und sie können es nachwachsen lassen, als ob es seinen Körper nie verlassen hätte.

Nehmen Sie ein Stück ihres Rückenmarks heraus und sie können es nachwachsen lassen, als ob es seinen Körper nie verlassen hätte.

Seit ihrer Entdeckung war es ein wichtiges Ziel der Wissenschaftler, vielleicht eines Tages die Regenerationsfähigkeit des Salamanders auf menschliche Probanden anzuwenden. Es gibt jedoch einige wichtige Herausforderungen bei der Umsetzung dieser Merkmale.

Zum einen ist das Axolotl-Genom zehnmal größer als das menschliche Genom. Im menschlichen Genom gibt es ungefähr 3 Milliarden Basenpaare. In einem Axolotl gibt es jedoch etwa 32 Milliarden Basenpaare. Interessant an diesen Zahlen ist, dass der Mensch trotz deutlich weniger Basenpaaren mehr Chromosomen hat als das Axolotl.

Da derzeitige Methoden der genetischen Analyse nur wenige Milliarden Basenpaare untersuchen können, hat die bloße Größe des Axolotl-Genoms einen signifikanten Weg für den Aufbau und die Annotation seiner Gene gestellt.

Im vergangenen Januar wurde dieses Hindernis jedoch überwunden, als eine Gruppe von Forschern der University of Kentucky zum ersten Mal das Genom eines Axolotl zusammenstellte.

Das Team verwendete einen Ansatz, der als Linkage-Mapping bekannt ist, eine Technik, mit der sequenzierte Gene auf ihre Chromosomen abgebildet werden.

Das Team verwendete einen Ansatz, der als Linkage-Mapping bekannt ist, eine Technik, mit der sequenzierte Gene auf ihre Chromosomen abgebildet werden. Diese Strategie ermöglichte es den Forschern, das Genom auf effiziente Weise zusammenzusetzen, indem die relativen Abstände der Gene, die auf einem Chromosom vorkommen, abgebildet werden. Je näher die Gene aneinander liegen, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie miteinander vererbt werden.

Nun, da die DNA der Axolotlien herausgearbeitet ist, sollte es für Wissenschaftler viel einfacher sein, herauszufinden, welche Gene den Lebewesen ihre Fähigkeit geben, Körperteile zu regenerieren. Vielleicht können diese Informationen in Zukunft auf Therapien für Menschen angewendet werden, die Millionen von Menschen helfen, die unter schwächenden Verletzungen leiden, wie Rückenmarksschäden oder sogar Schlaganfällen.

Diese Salamander haben auch eine viel stärkere Resistenz gegen Krebs, was sich für Krebsforscher als interessant herausstellen könnte. Vielleicht könnte das Axolotl-Genom Einblick in die Entwicklung neuer Therapien gegen Krebs gewähren oder es könnte sogar verwendet werden, um die genetischen Informationen zur Krebsresistenz in das menschliche Genom einzugeben.

Während die Wissenschaft von dieser Art der Therapie Jahre entfernt ist, ist die Möglichkeit kein Begriff der Science-Fiction mehr. Bald werden wir vielleicht sehen, dass Patienten in Rollstühlen zum ersten Mal gehen können, und das ist alles dank dieser lächelnden Wasserlebewesen.

Genome Research (2019) DOI: 10.1101 / gr.241901.118