Hoffnung für das nördliche Breitmaulnashorn

Von Katharina Moser, Windhoek

Bereits seit über 33 Millionen Jahren gibt es auf unserem Planeten Nashörner der Familie, wie wir sie heute kennen. Noch heute mutet das graue, gehörnte Tier vielen faszinierten Beobachtern an wie ein Gruß aus der Urzeit selbst. Und dennoch ging 2018 ein Aufschrei durch die Weltöffentlichkeit, als das letzte verbliebene männliche Exemplar der Unterart des nördlichen Breitmaulnashorns starb. Mit dem Tod des letzten Männchens wurde die Gattung somit offiziell als in der freien Wildbahn ausgestorben erklärt. Doch drei Jahre später scheint es nun, dass das Schicksal des nördlichen Breitmaulnashorns noch nicht endgültig besiegelt ist.

Heute gibt es weltweit fünf Arten der Familie Rhinocerotidae, die sich wiederum in zahlreiche Unterarten aufspalten. Die zahlreichste und wohl bekannteste Spezies ist das Spitzmaulnashorn, dessen Zahlen sich in den letzten Jahren stabilisiert haben. Dem gegenüber steht das Breitmaulnashorn, von dessen nördlicher Unterart nur noch zwei Individuen am Leben sind – beide sind weiblich und leben in Gefangenschaft. Schon seit 2015 arbeiten Wissenschaftler an einer Strategie, die Art zu erhalten und vor dem Aussterben zu bewahren. In einem Projekt, das im Falle des Erfolges ein Meilenstein in den Naturschutzbemühungen weltweit wäre, versucht ein internationales Forscherteam, mithilfe von aufbewahrtem Sperma und Hautzellen sowie entnommener Eizellen der noch lebendigen Weibchen auf künstliche Weise Nachwuchs des nördlichen Breitmaulnashorns zu produzieren. Das sogenannte BioRescue-Team besteht aus Wissenschaftlern von allen fünf Kontinenten, unter anderem auch vom Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung, und wird neben Unternehmen und Privatpersonen vom deutschen Bundesministerium für Bildung und Forschung finanziert.

Da sich die beiden verbliebenen Nashornweibchen Fatu und Najin, die Tochter 18, die Mutter 28 Jahre alt, nicht mehr natürlich fortpflanzen können, ist In-vitro-Fertilisation notwendig, also ein Nashornbaby aus dem Reagenzglas. Wie gehen die Wissenschaftler aber dabei vor? Von der weiblichen Seite ist eine Eizellenentnahme notwendig. Männlicherseits stehen den Wissenschaftlern Sperma von fünf männlichen Nashörnern zur Verfügung, die vor Jahren eingefroren und erhalten wurden. Drittens kommt die Stammzellentechnik zum tragen. Stammzellen sind Zellen, die sich noch nicht auf eine Körperfunktion, wie zum Beispiel als Nerven- oder Hautzelle, spezialisiert haben, sondern sich noch in jede mögliche Richtung entwickeln können, also pluripotent sind. Wenn man erhaltenes Gewebe des nördlichen Breitmaulnashorns verwendet und pluripotente Stammzellen induziert, ist es möglich, auf diese Weise ursprüngliche Keimzellen herzustellen. Durch diese zwei Taktiken stehen den Forschern also sowohl natürliche als auch künstlich erzeugte Geschlechtszellen zur Verfügung. „Wir verfolgen zwei parallele Strategien zur Rettung des nördlichen Breitmaulnashorns. Einmal die unmittelbare Erzeugung von Nachkommen mittels modernster In-Vitro-Fertilisationsverfahren, welches uns die soziale Vererbung von Verhalten, Kommunikation und genereller Lebensweise sichern hilft, aber nicht zu allzu großer genetischer Vielfalt beitragen wird. Diese Aufgabe übernimmt die sogenannte In-Vitro-Gametogenese, die Erzeugung von Spermien und Eizellen im Reagenzglas unter Nutzung der vorhandenen zwölf nicht verwandten bzw. wenig verwandten Individuen, von denen noch lebendes Zellmaterial vorhanden ist“, so Prof. Hildebrandt, Leiter des Forschungsteams, gegenüber der AZ.

In vitro, also im Labor, sollen dann die Eizellen befruchtet werden und ein Embryo wächst heran. Dieser soll dann in einem letzten Schritt in ein Weibchen des südlichen Breitmaulnashorns eingesetzt werden, das als Leihmutter fungiert und das Kalb austrägt.

So die Theorie. In der Praxis handelt es sich allerdings um einen hoch komplexen, zeit- und kostenaufwändigen Vorwand, der viele Risiken mitsichbringt und bei weitem keine Erfolgsgarantie hat. Gerade diese Methode steht vor vielen Herausforderungen, da die Entnahme von Eizellen schwierig ist, sie leicht durch das Einfrieren beschädigt werden können, die Ausstattung teuer ist und man den Fortpflanzungszyklus der Leihmutter genau kennen muss. Daher kommt diese Methode relativ selten zum Einsatz. Nun allerdings hat das BioRescue-Team Neuigkeiten bekanntgegeben, die Grund zur Hoffnung geben. Im vergangenen Juli ist Forschern des Leibniz-Instituts, des Safariparks Dvur Kralove, des Kenya Wildlife Service und der Ol Pejeta Conservancy die sechste erfolgreiche Eizellenentnahme geglückt. Die 17 Zellen des Weibchens Fatu, das im Schutzgebiet Ol Pejeta in Kenia lebt, wurden unmittelbar danach in das Avantea-Labor in Cremona, Italien, zur Befruchtung geflogen. Eine weitere Besonderheit: Bisher stammten alle Spermazellen von dem selben Bullen namens Suni. Nun verwendeten die Genetiker erstmals Zellen des Bullen Angalifu, der vor vielen Jahren im San Diego Safaripark lebte und 2014 starb. Somit ist eine größere genetische Vielfalt des Nachwuchses möglich – eine wichtige Voraussetzung für eine gesunde Population. Bisher hatte man angenommen, dass Angalifus Zellen nicht zur Befruchtung in der Lage seien. Doch Testreihen an Eizellen von Schweinen zeigten, dass auch bei ihm lebensfähige Spermien möglich waren. „Die prinzipielle Situation zur genetischen Vielfalt sieht bei diesem sehr anspruchsvollem Projekt sehr gut aus. Im Vergleich zeigt eine Analyse der SNP-Verteilung (ein Marker von genetischer Vielfalt) unserer Kollegen aus San Diego, dass die nördlichen Breitmaulnashorn-Proben mehr genetische Vielfalt aufweisen als die gesamte Population der südlichen Breitmaulnashörn, von denen es über 20.000 Individuen gibt“, so Hildebrandt.

Seit Beginn des Programms konnte das Team insgesamt 80 Eizellen gewinnen, mit den jüngsten gewonnenen konnten weitere 3 Embryonen erzeugt werden. „Wir sind sehr zufrieden mit der Anzahl der Embryonen, die wir aus den 17 Eizellen erhalten haben. Es ist und bleibt eine Herausforderung, mit relativ wenigen Eizellen und schwankender Qualität des gefrorenen Spermas das ambitionierte Programm zu bestreiten. Der jüngste Erfolg zeigt aber auch, dass die regelmäßige Durchführung der Eizellenentnahme nicht nur für Fatu unbedenklich ist, sondern auch eine beachtliche Zahl an Embryonen ermöglicht hat,“ so Prof. Cesare Galli von Avantea. Alle der zwölf erzeugten Embryonen stammen von Fati, da deren Mutter Najin bereits zu alt ist. Jan Stejskal, Direktor für internationale Projekte im Safaripark Dvur Kralove, erklärte, „bei den jüngsten Eingriffen wurde deutlich, dass Najins Eierstöcke nicht mehr viele Eizellen produzieren und dass deren Qualität beeinträchtigt ist.“ Somit lohne sich die Entnahme nicht.

Jetzt, wo Eizellenentnahme und Embryonenerzeugung so erfolgreich waren, werden auch im kenianischen Ol Pejeta Vorbereitungen zum letzten entscheidenden Schritt, dem Embryonentransfer, getroffen. Man hat zwei Weibchen der Unterart südliches Breitmaulnashorn ausgesucht und in ein Gehege gebracht. Sie haben nun Gesellschaft von Bulle Owuan bekommen, der durch sein Deckverhalten anzeigen soll, wie weit der Fortpflanzungszyklus der Weibchen ist. Die Embryonentransfers sollen dann wahrscheinlich Ende des Jahres beginnen. Bis dahin werden die Embryonen, wie auch das andere verwendete Zellmaterial, kryokonserviert, also in Eiseskälte eingefroren. „In der humanen Fertilitätstherapie liegt die Erfolgschance eines Embryotransfers nach IVF bei ca. 20 Prozent und die Chance auf ein gesundes Baby bei ca. 15 Prozent“, so Prof. Hildebrandt, Leiter des Forschungsteams, gegenüber der AZ. „Wir schätzen die Erfolgschancen für einen erfolgreichen Embryotransfer ähnlich wie beim Menschen ein, wobei es sich bei unsere NWR-Embryonen generell um kryokonservierte Embryonen mit schon einer leicht reduzierten Lebensfähigkeit handelt. Die Planung eines Frischtransfers wäre prinzipiell denkbar, aber logistisch extrem aufwendig.“

Die Forscher haben auch ethische Gesichtspunkte mit ins Blickfeld genommen. Doch von einem Mehrwert für die Tiere, die Umwelt und den Menschen sind sie überzeugt. „Wenn sich die Trächtigkeit etabliert und eine funktionsfähige Plazenta ausgebildet wird, sind die Überlebenschancen der nördlichen Breitmaulnashor-Kälber äquivalent zu anderen natürlich erzeugten Nashornkälbern. Es besteht nicht das Risiko eines frühen Kindstodes, wie wir es sehr häufig bei geklonten Nachkommen erleben. Unsere Kälber wären vergleichbar mit den Millionen von humanen IVF-Babys, die es mittlerweile auf unsere Erde gibt“, so versichert Hildebrandt. Bis dahin hoffen alle auf einen Erfolg des ersten Embryonentransfers. Die anderen elf Embryonen werden derweil eingefroren konserviert, bis es zu den nächsten Transfers kommt. „Im flüssigen Stickstoff bei -196°C können biologische Proben theoretisch bis zu 3000 Jahre ohne sichtbare Schädigungen gelagert werden. Aber wir hoffen natürlich sehr stark, dass BioRescue nicht so lange für die Rettung des Nördlichen Breitmaulnashorns benötigen wird!“