Forschung

Zebrafische, die neuen Versuchskaninchen

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Bente Lubahn

Durch Studien mit den Winzlingen wollen Wissenschaftler herausfinden, wie Krankheiten entstehen - und ob Medikamente wirken.

Karlsruhe. Der Zebrafisch ist klein, er wird gerade einmal sechs Zentimeter lang. Und doch ist er der große Star der Biomedizin, der Liebling von Genetikern, Demenzforschern und Kardiologen. "Zebrafische sind robust, und sie vermehren sich schnell. Gleichzeitig haben sie als Wirbeltiere die wichtigen Organsysteme mit dem Menschen gemeinsam. Deshalb sind sie für die biomedizinische Forschung ideal geeignet", erläutert Prof. Uwe Strähle, Leiter des Instituts für Toxikologie und Genetik in Karlsruhe. Strähle ist einer der Gründer des ersten europäischen Zebrafisch-Ressourcenzentrums (EZRC) mit dem weltweit ersten Screeningzentrum für Zebrafrische, das gestern in Karlsruhe eröffnet wurde.

Im Vergleich zu anderen Versuchstieren haben Zebrafische mehrere Besonderheiten. Sie entwickeln sich beispielsweise in durchsichtigen Eiern außerhalb des Mutterleibs. Das macht es Forschern leicht, die Entwicklung von einzelnen Zellen und Organen sehr genau zu beobachten, ohne die Embryonen dabei zu verletzten. An dem neuen Zentrum in Karlsruhe geschieht dies mit modernsten Geräten. So helfen den Forschern neuartige Robotermikroskope, die die Fischembryonen im Wasser selbstständig positionieren und Aufnahmen von diesen machen. Allerdings belassen es die Forscher nicht bei der Beobachtung, sondern sie nehmen - ähnlich wie bei anderen Versuchstieren - auch Einfluss auf das Verhalten der Zellen und die Entwicklung der Organe. So wurden in den vergangenen Jahren beispielsweise Zebrafische mit bestimmten Genmutationen gezüchtet, um die Auswirkungen solcher Mutationen zu studieren.

+++ Test mit Fischeiern +++

Eine weitere Besonderheit von Zebrafischen ist ihre erstaunliche Selbstheilungsfähigkeit. Herz- und Nierenverletzungen, durchtrenntes Rückenmark, Schäden im Gehirn - all das kommt bei den Tieren teilweise von alleine wieder in Ordnung. 2011 entdeckten Dresdner und Karlsruher Forscher, wie diese Selbstheilung bei Hirnschäden funktioniert: Neuronale Stammzellen ersetzten die zerstörten Gehirnzellen. Auf diese Weise sind offenbar ganze Hirnregionen reparierbar, ohne dass dies langfristig negative Folgen für die Fische hätte. Weil das Gehirn der Fische anatomisch dem des Menschen ähnelt und es außerdem genetische Ähnlichkeiten gibt, hoffen die Forscher in Karlsruhe, Ansätze für Selbstheilungstherapien beim Menschen zu finden. Auch bei der Erforschung der Ursachen von Krebs, Herzkrankheiten und Verhaltensauffälligkeiten sowie bei der Entwicklung und Überprüfung von Medikamenten werde der Zebrafisch als Versuchstier immer wichtiger gegenüber Säugern wie Mäusen und Ratten, sagt Uwe Strähle. Zum einen, weil die Haltung der Fische vergleichsweise wenig Geld koste. Vor allem aber, weil der Zebrafisch wie kein anderes Wirbeltier geeignet sei, Aufnahmen von phänotypischen Veränderungen, also Veränderungen in den Ausprägungen von Genen und damit vom Erscheinungsbild eines Organismus zu machen.

Ob sich die Forschungen am EZRC lohnen und später Menschen von solchen Studien profitieren werden, ist offen. Es gibt nicht wenige Forscher, die den Sinn von Tierversuchen grundsätzlich infrage stellen und nach alternativen Methoden suchen. Trotz dieser Bemühungen ist die Zahl der Tierversuche in Deutschland zuletzt weiter gestiegen. Für Forscher wie Uwe Strähle dagegen ist zumindest der Zebrafisch aus der Zellbiologie, Entwicklungsgenetik und Biomedizin nicht wegzudenken.

Bislang fehlt eine zentrale Sammelstelle für alle Zebrafischlinien, die weltweit gezüchtet wurden. Das Ressourcenzentrum in Karlsruhe werde nun als "Anlaufstelle für Forscher in ganz Europa fungieren, die auf der Suche nach einer speziellen Zebrafischlinie sind", sagt Strähle. So verfüge das EZRC über mehr als 3000 Aquarien und Gefriertruhen für über 80 000 Spermaproben. Zudem liefert ein neues Mikroskopieverfahren hochauflösende Echtzeitbilder, die in eine Onlinedatenbank eingespeist werden sollen. Darauf werden Strähle zufolge nicht nur die Karlsruher Zugriff haben, sondern Forscher weltweit.