Zebrabärblinge und der Nobelpreis 2021

Zebrabräblinge sind mithin so beliebt wie Guppys und andere Lebendgebärenden, wenngleich die Rate ihrer Nachkommen im Gesellschaftsaquarium nicht vergleichbar dieselbe ist. Als wuselnde und flinke Aquarienbewohner lassen die kleinen Kameraden aber sicher jedes Herz höher schlagen. Und dabei gibt es von ihm nicht nur die kurzflossige, sondern auch die Schleierschwanzvariante und selbst im Leo-Design überzeugt dieser kleine Kerl im Nu. Allem voran steht wohl seine sehr einfache Pflege und unkomplizierte Haltung, noch dazu sind Zebrabärblinge vergleichsweise hart im Nehmen (was aber trotzdem keinen Freifahrtschein zur Vernachlässigung darstellt) und verzeihen problemlos den einen oder andern Fauxpas, vor allem in den Anfängen. Auch kann er durch seine quirlige Art prima mit anderen Fischen vergesellschaftet und mit etwas Handarbeit auch nachgezüchet werden.

Auch wenn dieser Zebrafisch seit nunmehr den 1960er aus der Forschung nicht mehr wegzudenken ist, als sich herausstellte, dass er den nahezu perfekten Modellorganismus darstellte, weiß heutzutage kaum einer von seinem Heldendasein. Ungefähr Mitte der 80er Jahre schlüpften die ersten homozygoten Fische, die den Grundstein legten, Genetik besser zu verstehen. Dazu wurden Zebrabärblinge mit identischen Genkopien mit einbezogen. Kein Wunder also, dass diese gestreiften Superfische plötzlich einen wissenschaftlichen Durchbruch erzielten und mittlerweile direkt nach dem Mausmodell an zweiter Stelle stehen. Aber nicht nur der Zebrabärbling dient der Wissenschaft, auch der Medaka, der seit einigen Jahren immer mehr Anhänger findet, steht hoch im Kurs als „schwimmende Laborratte“. Vor allem diese beiden sind rasch in den Fokus der Forschung gerückt und haben sich erfolgreich unter’s Mikroskop geschwommen. Vor allem das KIT in Karlsruhe, aber auch im Großforschungsbereich des Max-Planck-Instituts im Institut für Toxikoloigie und Genetik, sind diese beiden Karpfenartigen nicht mehr wegzudenken.

Dass sich der Zebrabärbling rein optisch schon erheblich vom Menschen unterscheidet, ist sicher kein Geheimnis. Interessant wird es aber, wenn man sich die Genetik ansieht- hier zählen dann doch noch die inneren Werte. Ungefähr 70% der Fischgene gleichen den unseren. Und davon weisen wiederum 80% Zusammenhänge mit menschlichen Erkrankungen auf, was der Hauptgrund dafür ist, dass der kleine Zebrafisch vor allem in der humanmedizinischen Forschung ein solcher Favorit ist. Dass er außerdem auch noch in verhältnismäßig großer Anzahl auf kleinerem Raum, verglichen mit Nagetieren, pflegen, äußerst friedfertig und sich recht einfach vermehren lässt, räumt ihm zusätzliche Bonuspunkte ein. Weniger die Fische selbst sind vor allem ihre Eier und die Fischlarven von besonderem Interesse.

Gerade die Erforschung der Epigenetik fördert nahezu täglich neue Erkenntnisse ans  Tageslicht. Die Idee, Gene aktiv zu erforschen und zu beeinflussen ist in Wissenschaftskreisen aber beinahe ein alter Hase, an dem sich einige bereits die Zähne ausgebissen haben. Vor allem im Hinblick auf die rasante Zunahme von diversen Erkrankungen, man bedenke nur, dass mittlerweile jeder zweite Deutsche mindestens einmal im Leben an Krebs erkrankt (!), gilt hier ein gesteigertes Interesse daran, den menschlichen Bauplan besser zu verstehen. Licht ins Dunkle hat vor allem die CRISPR/ Cas-Methode gebracht, die 2021 sogar mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurde. Vor allem für die Krebsforschung wurde damit ein wichtiger Schlüsselfaktor geschaffen. Das CRISPR Verfahren (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) verfolgt Einzelteile sich wiederholender DNA, den sogenannten „repeats“, die den entscheidenden Schlüssel zur Erschaffung gentechnisch beeinflussbarer und veränderbarer Organismen produzieren. Dadurch lassen sich Mutationen absichtlich herbeiführen, um herauszufinden, ob und wie Gene sich quasi wie Lichtschalter „ein- und ausschalten“ lassen, um auf diese Weise eine Erkrankung zu beeinflussen und im Idealfall „auszuschalten“. Theoretisch kann man sich dieses „Genome Editing“, also das Gen-Programmieren, wie eine Computersoftware vorstellen, sodass sich damit eine beliebig große Anzahl an Fischen mit ganz bestimmten Merkmalen züchten lässt, anstatt zu hoffen, dass ab und zu einige wenige zufällig eine gewisse Mutation anzeigen.

Mit einer doch recht ansehnlichen Eierrate von gut 250-300 Stück pro Woche ist der Zebrarbärbling recht produktiv. Bereits mit 48 Stunden schlüpfen die ersten Larven und mit 6 Wochen können sich die Youngster bereits selbst wieder vermehren. Vergleicht man das zum Beispiel mit einem menschlichen Embryo, der für einen Entwicklungsschritt knapp 4 Wochen braucht, überholt ihn der Zebrabärbling mit 24 Stunden doch um einiges. Fisch-Embryonen reagieren sehr auf ihre Umgebung und nehmen auch Stoffe aus dieser auf, sodass sich erbgutverändernde Vorgänge recht simple durch die Zugabe verschiedenster Substanzen analysieren lässt. Ebenso einfach lässt sich die Giftigkeit verschiedener Stoffe oder möglicher Nebenwirkungen von Medikamenten sehr einfach herausfinden. Abhängig der vorausgegangenen Mutation lässt sich so direkt Einfluss auf den genetischen „Lichtschalter“ nehmen. Da Fischlarven aber wirklich sehr winzig sind und nur wenige Milliliter zum Überleben brauchen, ist es von großem Vorteil, dass sie wenig Raum einnehmen, sodass etliche Tests zur selben Zeit stattfinden können.

Auf diese Weise konnte der grau gestreifte Liebling der Aquaristik, der irisierend unter der Beleuchtung seine Kreise zieht, durchaus schon den einen und anderen Volltreffer liefern. Das MPI für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim hat so zum Beispiel festgestellt, dass Zebrabärblinge fähig sind, beschädigte Herzzellen einfach selbst wieder zu regenerieren. Vor allem für Herzinfarktpatienten dürfte das ein regelrechtes Aufatmen sein. Doch auch das sogenannte cloche-Gen, quasi die Kommandozentrale der Blutgefäße und nahezu identisch beim Menschen, verspricht großes Potential in der Gefäßchirurgie. Die Selbstheilungsfähigkeit von Zebrabärblingen ist schlicht erstaunlich- geschädigtes Gewebe können sie in sehr kurzer Zeit nahezu vollkommen ausheilen. Wer schon einmal Zebrabärblinge mit zerfledderten Flossen im Aquarium hatte, weiß um die erstaunliche Regenerationsfähigkeit dieser zähne kleinen Kameraden. Diese Tatsache auf die Humanforschung übertragen wäre ein echter Blockbuster. Aber nicht nur in der Krebsforschung oder der Kardiologie, auch in weiteren Fachbereichen wie etwa der Dermatologie und sogar in der Robotik ist dieses tolle Fischlein nicht mehr wegzudenken.