Kaulquappen können ohne ATMEN überleben, nachdem Wissenschaftler ihr Herz in einem Experiment mit Algen injiziert haben – und dieselbe Technik könnte möglicherweise Schlaganfallpatienten am Leben erhalten, wenn das Gehirn unter Sauerstoffmangel leidet
- Wissenschaftler unterbrechen die Sauerstoffversorgung von Kaulquappen in einer Laborumgebung
- Die Herzen der Kaulquappen wurden mit Algen injiziert, die durch ihre Blutgefäße in ihr Gehirn wanderten
- Die Larve wurde mit Licht bestrahlt, wodurch genügend Sauerstoff im Körper entstand, um sie am Leben zu erhalten
Kaulquappen ohne die Fähigkeit zu atmen wurden in einem neuen bahnbrechenden Experiment am Leben erhalten, das möglicherweise das Leben von Schlaganfallpatienten retten könnte, wenn die Sauerstoffzufuhr zu ihrem Gehirn unterbrochen wird.
Biologen der Ludwig-Maximilians-Universität München injizierten Algen in das Herz der Kaulquappe, die der Amphibienlarve mit dem Schwanz genügend Sauerstoff lieferten, um Neuronen in ihrem sauerstoffarmen Gehirn effektiv zu retten.
Mit jedem Herzschlag wanderten die Algen durch die Blutgefäße zum Gehirn und färbten die durchscheinende Kaulquappe hellgrün.
Wissenschaftler belichteten dann die Kaulquappen und veranlassten die Algen, Sauerstoff an nahe gelegene Zellen zu pumpen, ähnlich wie bei der Photosynthese.
Seniorautor Hans Straka von der Ludwig-Maximilians-Universität München sagte in einem Statement: „Die Algen produzierten tatsächlich so viel Sauerstoff, dass sie die Nervenzellen wieder zum Leben erwecken könnten, wenn man so will.
“Für viele Leute klingt es wie Science-Fiction, aber es ist schließlich genau die richtige Kombination aus biologischen Schemata und biologischen Prinzipien.”
Für Video nach unten scrollen
Kaulquappen ohne die Fähigkeit zu atmen wurden in einem neuen bahnbrechenden Experiment am Leben erhalten, das das Leben von Schlaganfallpatienten retten könnte, wenn die Sauerstoffzufuhr zu ihrem Gehirn unterbrochen wird
Um den Durchbruch wirklich zu testen, injizierten Wissenschaftler einer anderen Gruppe von Kaulquappen Algenstämme, die nicht mutiert waren, um die Sauerstoffkonzentration zu erhöhen, berichtet The Scientist.
Als den Amphibien mit Schwanz der Sauerstoff aufgebraucht war, beobachteten die Wissenschaftler, dass die neuronale Aktivität abnahm und dann vollständig zum Erliegen kam.
Das Team injizierte den Kaulquappen dann jedoch die mutierten Algen, belichtete sie und sah innerhalb von 15 bis 20 Minuten wieder Aktivität.
Auch die wiederbelebten Nerven schnitten genauso gut oder sogar besser ab als vor dem Sauerstoffmangel, was zeigt, dass die Methode der Forscher schnell und effizient war.
Abgebildet ist eine Nahaufnahme des Herzventrikels der Kaulquappe und der Injektionsstelle für die Algen
„Mit dieser Methode ist es uns gelungen, das Proof-of-Principle-Experiment zu zeigen. Es war erstaunlich zuverlässig und robust und in meinen Augen ein schöner Ansatz“, sagte Straka.
“Grundsätzlich zu arbeiten bedeutet nicht, dass man es am Ende anwenden kann, aber es ist der erste Schritt, um andere Studien zu initiieren.”
Das Team hofft, dass diese Arbeit zu neuen Therapien für Zustände führen wird, die durch Schlaganfälle oder sauerstoffarme Umgebungen wie unter Wasser und in großen Höhen verursacht werden, ist sich jedoch bewusst, dass Algen noch lange nicht bereit sind, in unseren Blutkreislauf einzudringen.
Wissenschaftler beleuchteten dann die Kaulquappen und veranlassten die Algen, Sauerstoff an nahe gelegene Zellen zu pumpen. Abgebildet ist die Bewegung der Algen durch die Blutgefäße der Kaulquappe zu ihrem Gehirn
Diana Martinez, eine Neurowissenschaftlerin an der Rowan University in New Jersey, die nicht an der Studie beteiligt war, schrieb in einer E-Mail an The Scientist: „Das erste Problem ist, dass Kaulquappen von Xenopus laevis transparent sind und Licht leicht durch die Haut dringen kann, um die Photosynthesemaschinerie zu aktivieren Sauerstoff zu produzieren.
‘Verwendung bei komplexeren Tieren würde . . . schwierig sein, da Licht die Haut nicht leicht durchdringt und möglicherweise nicht die Gefäße erreicht, um die photosynthetischen Organismen zu aktivieren.’
Straka sieht seine Forschung auch als Nutzen für andere Labore, die mit isolierten Geweben oder Organoiden arbeiten. Die Einführung von sauerstoffproduzierenden Algen könnte dazu beitragen, dass diese Gewebe gedeihen und ihre Überlebensraten erhöhen, wodurch möglicherweise der Bedarf an lebenden Tieren für Experimente verringert wird.
„Man muss neue Ideen und neue Konzepte haben, die es zu erforschen gilt; Dies ist eine der Möglichkeiten, wie die Wissenschaft vorangetrieben wird“, sagte Straka.
“Wenn man aufgeschlossen ist und alles durchdenkt, sieht man plötzlich alle Möglichkeiten einer Idee.”