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AHO Aktuell - 26.10.2003
Fluoreszierende Ferkel im Dienst der Wissenschaft
München (aho) - Grüne Schweine - aber nicht aus dem Weltall,
sondern den Labors der molekularen Tierzucht der
Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München - wurden jetzt in
Oberschleißheim gesichtet. Professor Alexander Pfeifer vom Department
für Pharmazie und Professor Eckhard Wolf vom Genzentrum der LMU gelang
mit den fluoreszierenden Ferkeln die effiziente Einbringung fremder
Erbsubstanz in das Erbgut höherer Säugetiere (EMBO reports, Bd.4, Nr.11,
2003). Die beiden Wissenschaftler und ihr Team nutzten als Vehikel für
die fremde Erbsubstanz ein Virus, das in Säugerzellen eindringen kann.
Als fremde Erbsubstanz wählten sie ein Gen, das für ein grün leuchtendes
Protein (GFP) codiert - ein optimaler Marker im Gewebe. Bei der Mehrzahl
der geborenen Ferkel lag das aktive GFP-Gen in allen Geweben vor und
wurde sogar an die Nachkommen weitergegeben. Das ist ein Schritt weiter
auf dem Weg zur gezielten Einbringung von Genen und damit verbundenen,
erwünschten Eigenschaften in Farmtiere sowie der Verwendung tierischer
Organe zur Transplantation beim Menschen. "Durch gezielte Übertragung
von Erbmaterial könnten die Gewebe passend für den jeweiligen
menschlichen Empfänger sowie insgesamt immunverträglicher gemacht
werden", so Wolf.
Dieser Durchbruch basiert auf einer interdisziplinären Zusammenarbeit
zwischen dem Department Pharmazie/Zentrum für Pharmaforschung und der
Molekularen Tierzucht und Biotechnologie der Tierärztlichen Fakultät der
LMU. Die Molekulare Tierzucht wurde auch erst kürzlich als führend auf
dem Gebiet der Reproduktionsbiologie in Deutschland dargestellt. In
einem Ranking in der Septemberausgabe des Laborjournal fanden sich
gleich fünf LMU-Wissenschaftler unter den 40 "meist zitierten Köpfen"-
darunter Institutsleiter Eckhard Wolf sogar auf Platz eins.
Artfremde Gene, also Abschnitte der Erbsubstanz DNA, konnten bislang nur
wenig effizient in die Zellen höherer Säuger eingeschleust werden. Meist
wird das Erbmaterial mittels Injektion in Embryonen eingebracht, was
aber sehr aufwändig ist und nur eine geringe Erfolgsquote hat. Viren als
Vehikel für die fremden Gene gelten als viel versprechendste
Alternative. Sie verfügen über die Fähigkeit, in fremde Zellen
einzudringen und bauen dort ihr eigenes Erbmaterial - ebenso wie die
fremden Gene - in die DNA des infizierten Organismus ein. Diese Methode
scheiterte bislang aber oft daran, dass das virale Erbmaterial von den
Zellen stillgelegt wird und nicht mehr aktiviert werden kann. Am Zentrum
für Pharmaforschung ist es der Arbeitsgruppe um Alexander Pfeifer
gelungen, mittels modernster viraler Technologie dieses Problem zu
umgehen.
Sie benutzen ein Lentivirus, mit dem sie die Schweine-Embryonen sehr
früh infizieren, nämlich im Einzellstadium. Insgesamt wurden 46 Ferkel
geboren. In 32 Tieren und damit 70 Prozent konnte das GFP-Gen
nachgewiesen werden. In 30 Schweinen, also 94 Prozent dieser Gruppe, war
das Gen auch aktiv. Tatsächlich leuchteten nicht nur alle Gewebe und
auch die Keimzellen grün, sondern das Gen wurde sogar an die Nachkommen
der Ferkel weitergegeben.
In einem weiteren Experiment testeten die Wissenschaftler, ob es möglich
ist, Fremd-DNA nur in bestimmten Geweben des Schweins zu aktivieren.
Dazu schleusten sie wieder das GFP-Gen in die Embryonen ein, setzten
davor aber ein Stück menschliche DNA, das sonst für die Aktivierung
eines Gens in bestimmten Hautzellen zuständig ist. Tatsächlich wurde das
GFP-Gen wiederum in allen Geweben der Ferkel nachgewiesen, war aber nur
in Hautzellen aktiv. "Der große Erfolg all dieser Versuche, vor allem
bei den Schweinen, kommt auch für uns überraschend", so Pfeifer. "Wir
hoffen jetzt, dass die Methode auch bei einigen anderen Tierarten
eingesetzt werden kann. Entsprechende Vorversuche bei Rinderembryonen
etwa verliefen sehr viel versprechend."
AHO Aktuell ist ein Service von ANIMAL-HEALTH-ONLINE und @grar.de