Forschern aus den USA ist eine Sensation gelungen. Sie haben einem Frosch amputierte Beine nachwachsen lassen. Möglich wurde dies über eine spezielle Behandlung der Wunde mit einem Mix aus Medikamenten über einen Zeitraum von rund eineinhalb Jahren. Ihre Ergebnisse haben die Wissenschaftler im Fachmagazin Science Advances veröffentlicht.
Frösche machen es wie der Axelotl
Die Natur steckt voller Geheimnisse. Eines davon hütet etwa der Axelotl. Der Schwanzlurch ist in den Seen Mexikos beheimatet und ein wahrer Experte in Sachen Regeneration. So ist es dem kleinen Tier möglich einzelne Gliedmaßen nach Verlust nachwachsen zu lassen. Selbst Organe oder Teile seines Gehirns kann er vollständig wiederherstellen. Die US-Forscher konnten diese Fähigkeit nun erstmalig auf eine andere Tierart übertragen.
Ein Team von Wissenschaftlern der Tufts University und der Harvard University experimentierte hierfür mit adulten Krallenfröschen (Xenopus laevis). In der freien Natur bildet sich bei dieser Tierart bei Verlust eines Beins lediglich ein schmaler Dorn als Narbengewebe. Für die Versuche wurden 115 weiblichen Fröschen die Hinterbeine entfernt. Dann wurden die Tiere in dreierlei Gruppen eingeteilt. Während die erste Gruppe nicht weiter behandelt wurde, wurden die zwei weiteren Drittel mit einer Silikonkappe über den Wunden ausgestattet. Dieser sogenannte BioDome enthielt zudem ein Gel aus Seidenproteinen. Eine dieser behandelten Gruppen wurde zudem mit fünf Medikamenten versorgt, die Entzündungen entgegenwirkten und Kollagen verhinderten, die in der Regel für die Narbenbildung verantwortlich sind. Außerdem wurde auf diese Art und Weise das Wachstum von Nervenfasern, Blutgefäßen und Muskeln kontrolliert und gefördert.
Kurze Behandlung setzt langfristigen Heilungsprozess in Gang
Die Silikonkappe blieb lediglich 24 Stunden auf den Stümpfen, jedoch führte dies bereits offenbar zu einem langfristigen Heilungsprozess. Die Versuchsreihe, die den Medikamenten-Cocktail erhalten hatte, machte dabei die meisten Fortschritte und zeigte ein spürbares Gewebewachstum. Dies führte nach 18 Monaten zu einer nahezu vollständigen Heilung und dem Wiederaufbau eines fast voll funktionsfähigen Bein. Die neuen Glieder entwickelten somit auch Knochen, die den der ursprünglichen Beine zumindest nahekamen.
Jedoch gelangten die Knochen nicht bis in die neuen Zehen, die auch keine Schwimmhäute aufwiesen. Eine vollständige Regeneration war also noch nicht erreicht worden. „In Anbetracht der beobachteten Funktionalität der Beine und deren Empfindungsvermögen ist diese aber schon sehr gut“, kommentiert die nicht an der Studie beteiligte Biologin Maximina Yun vom Zentrum für Regenerative Therapien Dresden (CRTD) laut Spiegel die Ergebnisse.
Interessanterweise konnten die Tiere ihre nachgewachsen Gliedmaßen trotzdem nutzen. Sie waren fähig auf Berührungen zu reagieren und auch das Schwimmen war wieder möglich. „Die Tatsache, dass es nur einer kurzen Exposition gegenüber den Medikamenten bedurfte, um einen monatelangen Regenerationsprozess in Gang zu setzen, deutet darauf hin, dass Frösche und vielleicht auch andere Tiere über schlummernde Regenerationsfähigkeiten verfügen, die in Gang gesetzt werden könnten“, so die Neurobiologin und Erstautorin der Studie Nirosha Murugan in einer Mitteilung.
Vorgänge wie in Embryonen
Laut den Wissenschaftlern seien molekulare Vorgänge für die Regeneration verantwortlich. Diese scheinen durch die kurze Behandlung aktiviert worden zu sein. Bisher kannte man molekulare Mechanismen in erster Linie bei der Entwicklung von Embryonen. Nun sollen weitere Untersuchungen stattfinden, die sich intensiver mit der Zusammensetzung und Dosierung der Medikamente befassen, um noch bessere Ergebnisse zu liefern. Wie die Wissenschaftlerinnen Yun im Spiegel sagte, gehört zu einer vernünftigen Einordnung jedoch auch die Berücksichtigung der Tatsache, dass Krallenfrösche von Natur aus in der Lage sind, einen Verlust der Beine zumindest mit einem ersetzenden Sporn zu verkraften.
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