Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Konservierung von Hodenzellen zum Erhalt gefährdeter Katzenarten

31.03.2020

Nach Auflösung des Gewebeverbands überleben Hodenzellen die Konservierung bei minus 196°C

Ein Forschungsteam des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) hat eine Methode zur Isolierung von Hodenzellen und deren Gefrierkonservierung entwickelt.


Iberischer Luchs

Foto: Ex-situ Iberian Lynx Program

Ziel ist es, die Methode zur Erhaltung von Zellen des männlichen Fortpflanzungstraktes von gefährdeten und bedrohten Katzenarten zu nutzen. Diese Methode wurde vor kurzem in der Fachzeitschrift „Cryobiology“ veröffentlicht.

Die Tieftemperaturkonservierung (Gefrierkonservierung) in flüssigem Stickstoff bei -196°C ist eine gängige Methode zur Aufbewahrung von Keimzellen (Spermien und Eizellen) und Embryonen. Zunächst testete das Team zwei unterschiedliche „Gefriergeschwindigkeiten“, da das Ausmaß möglicher Gefrierschäden stark von der Geschwindigkeit der Temperaturabsenkung beim Einfrierprozess abhängt.

Damit Keimzellen und Embryonen nach dem Auftauen wieder funktionsfähig sind, werden zum Einfrieren üblicherweise Gefrierschutzmittel eingesetzt. Diese müssen vor der Absenkung der Temperatur in die Zellen eindringen, um die Bildung von Eiskristallen im Innern der Zellen zu verhindern oder abzuschwächen und so Schäden zu vermeiden.

Da das am häufigsten verwendete Gefrierschutzmittel in höheren Konzentrationen wie ein Zellgift wirken kann, testeten die Wissenschaftler*innen zwei verschiedene Konzentrationen für das Einfrieren.

Während das Gefrierschutzmittel in einzelne Zellen relativ schnell eindringt, werden Zellen, die sich im Inneren eines Gewebeverbands befinden, kaum von den Gefrierschutzmitteln erreicht. In dieser wissenschaftlichen Untersuchung wurde daher das Hodengewebe nicht in kleinen Stücken konserviert, sondern – nach Auflösung des Gewebeverbands – als Zellsuspension, damit das Gefrierschutzmittel schneller in die einzelnen Zellen eindringen kann.

Die Methode wurde bei einigen Säugetierarten bereits erfolgreich durchgeführt und von den Wissenschaftler*innen am Leibniz-IZW für die Konservierung von Katerhodenzellen angepasst. Zur möglichst schonenden Auflösung des Gewebeverbands kombinierten die Leibniz-IZWler die mechanischen Präparationsschritte mit der Unterbrechung der Zell-Zell-Kontakte mittels eines Cocktails aus Enzymen.

„Ein besonderes Problem bei der Gefrierkonservierung von Gewebe oder daraus gewonnener Zellsuspensionen besteht in der Beurteilung der Zelleigenschaften nach dem Auftauen. Ein vollständiger Test der vollen Funktionsfähigkeit kann letztlich nur in Langzeitexperimenten zur Zellkultur erbracht werden. Um kurzfristig eine Optimierung des Gefrierverfahrens durchführen zu können, haben wir zwei Methoden zur Beurteilung der Lebensfähigkeit der Zellen angewendet“, erklärt Mohammad Bashawat, Wissenschaftler am Leibniz-IZW.

Mithilfe fluoreszierender Reportermoleküle konnte eindeutig die niedrigere Konzentration an Gefrierschutzmittel in Verbindung mit einer langsamen Einfriergeschwindigkeit als vorteilhaft ermittelt werden.

Etwa 45 Prozent der Hodenzellen von kastrierten Hauskatern waren nach dem Auftauen wieder vital. Vergleichbar gute Ergebnisse wurden in zwei Pilotstudien mit Hodenzellen eines Asiatischen Goldkaters sowie eines Geparden erzielt. Das Forschungsteam vom Leibniz-IZW sieht darin einen wichtigen Schritt zur Bewahrung der Keimbahn wertvoller Tiere für künftige Anwendungen im Rahmen der Erhaltung von Arten und der Vielfalt in ihrem Erbgut.

Von den 39 Katzenarten, die es auf der Welt gibt, stehen 25 auf der „Roten Liste“ der Weltnaturschutzorganisation (IUCN) als potenziell bis stark gefährdet. Maßnahmen zur Unterstützung der Fortpflanzung werden zunehmend wichtiger für den Erhalt der genetischen Vielfalt innerhalb dieser Tierarten. Zu diesen Maßnahmen gehören auch die Gefrierkonservierung von Keimzellen und die künstliche Befruchtung.

Die Hoden männlicher Tiere, die versterben oder einer Einschläferung unterzogen werden müssen, bergen in ihren Hoden Stammzellen und zahlreiche unreife Vorstufen männlicher Keimzellen. Diese könnten in der Zukunft etwa im Rahmen einer Spermatogenese „im Reagenzglas“ zu fertigen Spermien ausgereift werden, wie bereits von anderen Arbeitsgruppen bei Maus und Mensch gezeigt wurde.

Um Hodenzellen von Katzenartigen für solche zukünftigen Projekte zu erhalten, ist die Gefrierkonservierung die Methode der Wahl, da so eine nahezu unbegrenzte Lagerung dieser wertvollen Genreserve möglich ist („cryobanking“). Das betrifft insbesondere Individuen, von denen keine funktionsfähigen „fertigen“ Spermien gewonnen werden können, etwa aufgrund ihres Alters oder Gesundheitszustands.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW)
im Forschungsverbund Berlin e.V.
Alfred-Kowalke-Straße 17
10315 Berlin

Dr. Mohammad Bashawat
Abteilung Reproduktionsbiologie
Tel: +49 30 5168 617
E-Mail: bashawat@izw-berlin.de

Dr. Karin Müller
Abteilung Reproduktionsbiologie
Tel: +49 30 5168 613
E-Mail: mueller@izw-berlin.de

Originalpublikation:

Bashawat M, Braun BC, Müller K (2020): Cell survival after cryopreservation of dissociated testicular cells from feline species. Cryobiology

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0011224019305401

Gesine Wiemer | Forschungsverbund Berlin e.V.
Weitere Informationen:
http://www.fv-berlin.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wundheilung detailliert aufgeschlüsselt
03.06.2020 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

nachricht Ein einzelnes Gen bestimmt das Geschlecht von Pappeln
03.06.2020 | Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Magnetische Kristallschichten für den Computer von Morgen

Ist die Elektronik, so wie wir sie kennen, am Ende?

Der Einsatz moderner elektronischer Schaltkreise für immer leistungsfähigere Rechentechnik und mobile Endgeräte stößt durch die zunehmende Miniaturisierung in...

Im Focus: K-State study reveals asymmetry in spin directions of galaxies

Research also suggests the early universe could have been spinning

An analysis of more than 200,000 spiral galaxies has revealed unexpected links between spin directions of galaxies, and the structure formed by these links...

Im Focus: Neue Messung verschärft altes Problem

Seit Jahrzehnten rätseln Astrophysiker über zwei markante Röntgen-Emissionslinien von hochgeladenem Eisen: ihr gemessenes Helligkeitsverhältnis stimmt nicht mit dem berechneten überein. Das beeinträchtigt die Bestimmung der Temperatur und Dichte von Plasmen. Neue sorgfältige, hoch-präzise Messungen und Berechnungen mit modernsten Methoden schließen nun alle bisher vorgeschlagenen Erklärungen für diese Diskrepanz aus und verschärfen damit das Problem.

Heiße astrophysikalische Plasmen erfüllen den intergalaktischen Raum und leuchten hell in Sternatmosphären, aktiven Galaxienkernen und Supernova-Überresten....

Im Focus: New measurement exacerbates old problem

Two prominent X-ray emission lines of highly charged iron have puzzled astrophysicists for decades: their measured and calculated brightness ratios always disagree. This hinders good determinations of plasma temperatures and densities. New, careful high-precision measurements, together with top-level calculations now exclude all hitherto proposed explanations for this discrepancy, and thus deepen the problem.

Hot astrophysical plasmas fill the intergalactic space, and brightly shine in stellar coronae, active galactic nuclei, and supernova remnants. They contain...

Im Focus: Neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren auf Basis innovativer DNA-Polymerasen entwickelt

Eine Forschungskooperation der Universität Konstanz unter Federführung von Professor Dr. Christof Hauck (Fachbereich Biologie) mit Beteiligung des Klinikum Konstanz, eines Konstanzer Diagnostiklabors und des Konstanzer Unternehmens myPOLS Biotec, einer Ausgründung aus der Arbeitsgruppe für Organische Chemie / Zelluläre Chemie der Universität Konstanz, hat ein neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren entwickelt. Dieser Test ermöglicht es, Ergebnisse in der Hälfte der Zeit zu ermitteln – im Vergleich zur klassischen Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR).

Die frühe Identifikation von Patienten, die mit dem neuartigen Coronavirus (SARS-CoV-2) infiziert sind, ist zentrale Voraussetzung bei der globalen Bewältigung...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Gebäudewärme mit "grünem" Wasserstoff oder "grünem" Strom?

26.05.2020 | Veranstaltungen

Dresden Nexus Conference 2020 - Gleicher Termin, virtuelles Format, Anmeldung geöffnet

19.05.2020 | Veranstaltungen

Urban Transport Conference 2020 in digitaler Form

18.05.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Magnetische Kristallschichten für den Computer von Morgen

03.06.2020 | Informationstechnologie

Wundheilung detailliert aufgeschlüsselt

03.06.2020 | Biowissenschaften Chemie

Ein einzelnes Gen bestimmt das Geschlecht von Pappeln

03.06.2020 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics