Lemuren ändern medizinische Forschung

Sie sind winzig, liebenswert und möglicherweise die Antwort auf Träume von Medizinforschern.

Der großäugige Mausmaki, der kleinste Primat der Welt, könnte Fruchtfliegen, Würmer und sogar Mäuse als primäres Labortier für wissenschaftliche Forschung bald ersetzen.

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Diese drei Tiere waren jahrzehntelang die prototypischen Laborproben, da sie kostengünstig zu pflegen, leicht zu untersuchen und schnell genug reproduzierbar waren, um Forschern einen konstanten Probenstrom zu bieten.

Aber ihre genetische Ausstattung ist den Menschen nicht gut genug gewachsen, um für die Studien, die heutige Forscher durchführen müssen, gut zu funktionieren, sagte Mark Krasnow, MD, PhD, Professor für Biochemie an der Stanford University.

"Viele Aspekte der Primatenbiologie, des Verhaltens, der Gesundheit und der Ökologie können in diesen einfacheren genetischen Modellorganismen nicht modelliert werden", sagte Krasnow.

Aus diesem Grund hat Krasnow im Jahr 2009 drei Praktikanten seines Labors aufgefordert, einen Ersatz für Mäuse, Ratten, Fliegen und Würmer zu finden. Krasnow, dessen Hauptforschungsgebiet die Lungenkrankheit ist, benötigte diese neue Kreatur, um bestimmte Kriterien zu erfüllen. Der potentielle Ersatz musste einfach zu handhaben sein, sich schnell vermehren und viele Nachkommen hervorbringen.

Ein paar Monate später kamen die Praktikanten mit einer Antwort zurück: Madagaskars Mausmaki.

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Was macht den Mausmaki besonders?

Ein Mausmakis, im Gegensatz zu seinem größeren Cousin der Katta, ist ziemlich klein. Der durchschnittliche Mäuse-Lemur ist ungefähr zweimal so groß wie eine Maus, was zusammen mit ihren kleinen Diäten das Aufrechterhalten und Verwalten eines Labors von Maus-Lemuren kostengünstig macht.

Ihre Schwangerschaft ist schnell - nur 60 Tage. Weitere 60 Tage nach der Geburt können die winzigen Primaten unabhängig von ihren Müttern sein. Die meisten trächtigen Lemuren produzieren zwei Nachkommen, und innerhalb eines Jahres können sich junge Mäuse-Lemuren vermehren.

Für Krasnow ist es jedoch das natürliche Zuhause des Lemuren, das seine Erforschung so spektakulär macht.

Mausmakis werden auf Madagaskar gefunden. Der Inselstaat beheimatet 24 Millionen Menschen und 20 Millionen Mausmakis.

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"Es [Mausmaki] reproduziert schnell, und es gibt Millionen von Mausmakis in Madagaskar, perfekt für systematische genetische Studien, um die Gene zu identifizieren, die einzelnen Merkmalen zugrunde liegen", sagte Krasnow.

Im Gegensatz zu Ringelschwanzmakis sind auch Mausmakis nicht gefährdet. Viele der natürlichen Lebensräume für Kattas sind bedroht, da Landwirtschaft, Bergbau und Holzeinschlag die Insel fegen. Trotz der sich verändernden Landschaft sind Mausmakis produktiv und frei über Madagaskar.

Genetisch sind sie näher am Menschen als alle anderen Kreaturen, die Forscher zuvor benutzt haben.Lemuren sind laut Krasnow ungefähr in der Mitte zwischen Mäusen und Menschen.

Die Forscher hoffen, dass Primaten-spezifische Studien, die bei Mäusen gescheitert wären, jetzt bei Lemuren erfolgreich sein könnten. Ihre Biologie kann viele Aspekte der menschlichen Biologie nachahmen, und Krasnow und seine Kollegen haben herausgefunden, dass die Kreatur natürlicherweise viele der gleichen Krankheiten hat, die Menschen entwickeln.

Im Gegensatz zu Mäusen, die oft mit genetischen Mutationen injiziert oder gezüchtet werden müssen, haben Lemuren bereits solche, "einschließlich Gene, die Bewegung, Fettleibigkeit, Hypercholesterinämie, Prädiabetes, Herzarrhythmien und Artbildung beeinflussen", erklärte Krasnow. Bis jetzt haben die Forscher, die an dem Projekt arbeiten, 20 genetische Mutationen in Lemuren identifiziert, die mit den Mutationen übereinstimmen, die Menschen haben.

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Zum Beispiel entwickeln alternde Lemuren eine Form der Demenz, die andere Arten nicht haben. Die Ursachen für diese kognitive Störung zu erforschen, ist bei vielen anderen Lebewesen nicht möglich.

Ähnlich wie Mäuse mit Alzheimer-Krankheit akkumulieren Mäuse-Lemuren Plaque an ihren Gehirnen. Bis jetzt hatten Demenzforscher nur wenige Möglichkeiten, diesen Zustand zu untersuchen.

Fortschritte beim Verständnis und der Behandlung von Krankheiten bei Mauslemuren können zu ähnlichen Entwicklungen für den Menschen führen.

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Madagaskar, das große Labor

Stanford University ist fast 11.000 Meilen oder 17.000 Kilometer von Madagaskar. Das erschwert das Studium von Lemuren aus den kalifornischen Labors in Krasnow.

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Als Krasnow und seine Kollegen zum ersten Mal mit der Erforschung der Mausmaki begannen, schlossen sie sich mit dem Center ValBio zusammen, einer Forschungseinrichtung in der Nähe des Ranomafana Nationalparks in Madagaskar. Dann, im Jahr 2013, baute Stanford ein genetisches Labor innerhalb des Komplexes für ihre Fakultät.

Krasnow sagte, dass das Verlassen der Mausmakis in ihrem natürlichen Lebensraum ideal ist. Auf diese Weise können Forscher mehr über die Auswirkungen der Umwelt auf die Gesundheit und Gene dieser Tiere erfahren.

"Man kann die Beziehung zwischen Genen und der natürlichen Umgebung untersuchen und herausfinden, wie sie interagieren, um bestimmte Eigenschaften wie Gesundheit und Überleben in der Heimat zu beeinflussen", sagte Krasnow.

Aber das Sequenzieren von Genomen von Lemuren ist ein großes Projekt, und es läuft weiter. Die Forscher brauchen mehr Hände, um die Lemuren für ihre Studie einzufangen, zu markieren, zu testen und freizusetzen.

Aus diesem Grund hat Stanford in Zusammenarbeit mit mehreren Forschungseinrichtungen und Schulen in Madagaskar geholfen, ein Citizen-Science-Projekt auf den Weg zu bringen. Die Mission ist zweifach.

Erstens helfen Stanford-Professoren Highschools in Madagaskar bei der Entwicklung eines naturwissenschaftlichen Lehrplans in der Hoffnung, das Interesse der Studenten an der Wissenschaft zu wecken. Sie verwenden kostengünstige Tools, um Kinder die vielfältige und reiche Umgebung direkt vor ihren Klassenzimmern erkunden zu lassen.

Dann, nachdem die Schüler die Highschool abgeschlossen haben, hoffen die Forscher, dass sie als Universitätsstudenten zurückkehren werden, um Mäuse-Lemuren zu untersuchen und zur Forschung beizutragen.Für diejenigen, die es nicht ins Labor schaffen, hoffen die Forscher, die lebenswichtige Arbeit, die mit den kleinsten Primatenbewohnern der Insel geleistet wird, zu würdigen.

"Die Schüler sind lernbegierig und lieben es, aus dem Klassenzimmer zu kommen, um ihre Umwelt zu erkunden. Sie sind mit einfachen, aber leistungsfähigen wissenschaftlichen Werkzeugen wie $ 1 Papiermikroskopen ausgestattet, die von unserem Stanford-Kollegen Manu Prakash entwickelt wurden", sagte Krasnow. "Und wir lieben es, bei ihren Entdeckungen zu helfen, die für sie alle neu und für uns viele neu sind - und sogar für die Wissenschaft. "