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Die Labormaus - das "Arbeitspferd der medizinischen Wissenschaft". Sie hat durch ihren Beitrag für Medizin und Wissenschaft wahrscheinlich Millionen Menschen das Leben gerettet.

Alles fing vor etwa 100 Jahren in den USA mit der begeisterten Mäusezüchterin Abbie Lathrop an. Sie machte sich Sorgen wegen einiger Hautwunden bei ihren Tieren und zog einen Wissenschaftler zu Rat, der Krebs diagnostizierte. Gemeinsam verfolgten die pensionierte Lehrerin und der Forscher über mehrere Generationen die Vererbung des Krebses bei Mäusen. Dabei entdeckten sie die Eignung der Tiere für wissenschaftliche Studien.

Ohne die Labormaus wären Medikamente wie Penizillin nie zum Einsatz gekommen, und auch die moderne Transplantationschirurgie oder Gentherapien wären undenkbar. Nachdem das Penizillin an Mäusen getestet wurde und als Medikament Hunderttausende Leben rettete, war die Karriere der Labormaus nicht mehr aufzuhalten.

Heute sind viele der Tierversuche, für die einst Labormäuse ihr Leben lassen mussten, nicht mehr notwendig. Trotzdem ist der Einsatz der Mäuse noch immer einer der wichtigsten Tests bei der Entwicklung neuer Behandlungsmethoden und Therapien. Die Tiere werden beispielsweise bei der Erforschung von Arthritis, Krebs, Nervenleiden oder Parkinson und Alzheimer eingesetzt.

Seit der Entschlüsselung des Mäusegenoms, das zu 99 Prozent mit dem des Menschen identisch ist, werden auch die Gensequenzen, die Krankheiten wie Schlafstörungen oder Alkoholismus auslösen, lokalisiert, um mögliche Therapieformen testen zu können. In den USA machen sich Wissenschaftler daran, die Effekte des Alterns zu verlangsamen, auch dies mit Erkenntnissen aus der Genetik der Maus. Es könnte einer der größten Erfolge in der Geschichte der Labormaus werden. Wie bei der Gentherapie oder anderen Versuchen zur gentechnischen Veränderung von Organismen müssen die fremden Gene zunächst in den Organismus übertragen werden. Dazu setzt man bei Mäusen - abgesehen von einzelnen Versuchen mit Viren, Spermien oder auch ganzen Chromosomen als Genüberträger - folgende Methoden ein:

- Bei der Mikroinjektion werden rund 500 bis 1.000 Kopien eines Gens in einen der beiden Vorkerne einer Zygote (Vorkern-Stadium eines Embryos) gespritzt. Anschließend wird der Embryo in die Eileiter eines Tieres übertragen. Probleme bei der Mikroinjektion sind unter anderem, daß sich der Ort, wo das neue Gen eingebaut wird, und die Anzahl der eingefügten Genkonstrukte nicht genau vorherbestimmen lassen. Die Mikroinjektion wird nicht nur bei Mäusen durchgeführt, sondern ist auch die "klassische" Methode der Genübertragung in andere Tierarten wie zum Beispiel Schweine, Schafe oder Rinder.

- Beim Gen-Transfer in Embryonalzellen fügt man die gewünschten neuen Gene per Mikroinjektion nicht in eine Zygote, sondern in eine Blastocyste ein (Embryo mit rund 100 pluripotenten Zellen). Daraus entstehen dann zunächst Chimären, die sowohl veränderte als auch unveränderte Zellen enthalten. Man sucht sich die chimäre Maus heraus, bei der auch die Keimzellen verändert sind und züchtet diese weiter. Bisher funktioniert diese Methode nur bei Mäusen, da man bei anderen Tierarten keine pluripotenten Embryonalzellen kultivieren kann. Der Gen-Transfer in Embryonalzellen ist die Voraussetzung für die beiden folgenden Methoden "Gene Targeting" und "Conditional Gene Targeting", so daß auch diese bisher nur bei Mäusen möglich sind.

- Mit dem Gene Targeting kann man gezielte Mutationen von vorherbestimmten Genen erreichen, um zum Beisiel deren Funktion zu untersuchen oder um menschliche Krankheiten hervorzurufen. Die Methode wurde Anfang der 90er Jahre von dem US-Forscher Mario Capecchi vom Howard Hughes Medical Institute in Salt Lake City entwickelt. Man entnimmt einer Blastocyste einige Zellen, tauscht bei ihnen ein Gen gegen eine veränderte Variante dieses Gens aus, das an dieselbe Stelle im Maus-Erbgut wieder eingebaut wird wie das zuvor entnommene Gen. Dieser gezielte Austausch der Gene ist nur möglich, weil man sich das Prinzip der "heterologen Rekombination" zunutze macht. Dies ist eine spezielle Fähigkeit von Zellen, um einen exakten Austausch von Genmaterial zwischen Chromosomen zu bewerkstelligen. Diese Fähigkeit spielt eine große Rolle, wenn die väterlichen und mütterlichen Chromosomen während der Teilung der Keimzellen (sexuelle Fortpflanzung, Reifeteilung, Meiose) Erbgut miteinander austauschen.

- Eine Fortführung des Gene Targeting ist das sogenannte "conditional gene targeting", das 1996 zuerst von dem Wissenschaftler Hua Gu aus der Arbeitsgruppe von Klaus Rajewsky an der Universität in Köln entwickelt wurde. Mit der auch unter dem Namen "Cre-Lox" bekannten Technik (Cre und Lox sind die beiden Gensequenzen, die man den Mäusen eingefügt hat und die auf spezifische Weise zusammenwirken) will man Knock-out-Mäuse schaffen, deren gentechnische Veränderung nur in bestimmten Geweben, also zum Beispiel nur in der Leber, zum Ausdruck kommt. Das Patent auf die Cre-Lox-Technik hält das US-Unternehmen DuPont.