00:00:03: Dieser Podcast ist eine entgeltliche Einschaltung in Form einer Medienkooperation mit dem Bundesministerium für Frauen, Wissenschaft und Forschung.

00:00:12: Die redaktionelle Verantwortung liegt beim

00:00:14: Standard.

00:00:16: Salamanders can regenerate their entire limb, parts of their brain, and we're interested in how the injured tissue responds to be able to grow and replace the missing

00:00:28: organ.

00:00:38: Willkommen bei Rätsel der Wissenschaft, dem Standard-Podcast über die großen Fragen der Menschheit.

00:00:44: Ich bin David Renert.

00:00:45: Und ich bin Tanja Traxler.

00:00:47: Wir sprechen jeden zweiten Mittwoch über die ganz großen und ganz kleinen Mysterien in unserem Universum.

00:00:54: Heute geht es bei uns um einen kleinen Salamander, der so etwas wie ein Superstar in der medizinischen Forschung ist.

00:01:01: Wie schafft es der Axolotl, ganze Körperteile, Organe und sogar Teile seines Gehirns nachwachsen zu lassen?

00:01:09: Und was kann die Wissenschaftler von lernen?

00:01:12: Heute beginnen wir mit einem etwas düsteren Gedanken.

00:01:15: Stell dir vor, du verlierst einen Arm.

00:01:18: Du überlebst den furchtbaren Unfall, aber dein Leben ist natürlich nie mehr dasselbe.

00:01:23: Du musst lernen, mit diesem Verlust einer Gliedmasse zurechtzukommen.

00:01:28: und deinen Weg durch einen neuen Alltag zu finden.

00:01:32: Es gibt ein Tier, das so einen Verlust ziemlich leicht verkraftet.

00:01:36: Wochen später ist der verlorene Arm einfach wieder da, als wäre nichts gewesen.

00:01:41: Knochen, Muskeln, Nerven, Blutgefäße, alles funktioniert super wie zuvor.

00:01:47: Dieses Tier heißt Axolotl und ist nicht zufällig ein Superstar der medizinischen Forschung.

00:01:55: Axolotl sind mexikanische Schwanzluche, wasserlebende Salamander.

00:02:00: Und ihre unglaublichen Fähigkeiten beschränken sich nicht allein auf Gliedmaßen.

00:02:06: Sie können sehr viele sogar die meisten Teile ihres Körpers regenerieren, auch Organe und sogar Areale des Gehirns.

00:02:14: Und auch damit enden die Besonderheiten dieser Tiere noch nicht.

00:02:18: Axolotl sind was Biologinnen eine Dauerlarve nennen.

00:02:23: Sie verwandeln sich nicht körperlich in erwachsene Tiere, diese Amphibien doch laufen einfach keine Metamorphose.

00:02:31: Sie verlieren ihre Chiemann nicht, sie verändern ihre Gestalt nicht und sie werden nicht im herkömmlichen Sinn erwachsen.

00:02:39: Und trotzdem werden sie aber geschlechtsreif, pflanzen sich fort und können über zwanzig Jahre alt werden.

00:02:47: Diese ewige Jugend nennt man Neotini.

00:02:51: Und sie ist einer der Schlüssel zu den Axolotl-Superfähigkeiten.

00:02:56: Neotenie bedeutet, der Körper bleibt in einem Zustand, in dem Zellen noch flexibel sind, in der Entwicklung noch möglich ist, in der sozusagen biologische Baupläne noch verfügbar und abrufbar sind.

00:03:10: Beim Menschen endet diese Phase schon vor der Geburt, beim Axolotl endet sie nie.

00:03:15: Und das sieht man ihm auch an.

00:03:18: Diese federnartigen Chiemenneste auf der Seite des Kopfes, die kleinen dunklen Augen, der breite Kopf, das alles wirkt recht weich, unfertig und noch dazu sehr freundlich.

00:03:31: Das hat den Axolotl in den vergangenen Jahren auch zu einer Ikone der Popkultur gemacht.

00:03:37: Axolotl tauchen inzwischen in Videospielen auf, sind auf neueren mexikanischen Banknoten abgebildet und haben auf Social Media einen ziemlichen Lauf.

00:03:47: Ein Tier, das früher kaum jemand kannte, ist plötzlich überall.

00:03:51: Aber während der Axolotl immer bekannter wird, ist seine Realität leider schon fast vollständig verschwunden.

00:03:58: Sein natürlicher Lebensraum liegt im Süden von Mexiko-Stadt, im Kanalsystem eines einst riesigen Sehengebiets.

00:04:07: Die Urbanisierung, Verschmutzung, invasive Fischarten und Wasserverlust haben diesen Lebensraum fast völlig zerstört.

00:04:15: In freier Wildbahn gilt der Axolotl heute schon als fast ausgestorben.

00:04:21: Sehr viele dieser kleinen Schwanzluche leben dagegen in menschlicher Obhut, in Aquarien, in Zuchtprogrammen und in Forschungslaborn.

00:04:30: Die weltweit größte Axolotlkolonie außerhalb von Mexiko ist übrigens in Wien zu Hause, am Institut für molekulare Biotechnologie der österreichischen Akademie der Wissenschaften.

00:04:41: Ungefähr drei tausend dieser urtümlichen Salamander gibt es dort.

00:04:45: Das ist natürlich kein Zufall, denn das Institut wird von einer der weltweit führenden Axolotl-Forscherinnen geleitet, von der US-amerikanischen Biochemikerin Ellie Tanaka.

00:04:56: Wir haben sie gefragt, warum sich Axolotl einer immer wachsenderen Beliebtheit erfreuen.

00:05:04: Sie sind wirklich

00:05:20: süß.

00:05:22: Für die Forschung ist das aber natürlich kein als wichtiges Kriterium.

00:05:27: Aber da punkten die Axolotl sowieso, denn sie sind ein idealer Modellorganismus.

00:05:44: Axolotl können nicht nur fast jeden Körperteil nachwachsen lassen, sie sind noch dazu äußerst gut erforschtbar.

00:05:52: Ihre Zellen sind groß, das Gewebe weitgehend durchsichtig, viele Prozesse, die in anderen Tieren im Verborgenen ablaufen, kann man beim Axolotl direkt und relativ gut beobachten, sogar schon mit einfachen Mikrosgruppen, sagt Elita Nacker.

00:06:08: In general, I think amphibians are very important animals because they are representatives of early animals that evolved for legs.

00:06:17: And so these are animals that essentially have evolved the base physiology similar to our physiology.

00:06:25: Und als experimentale Modelle sind sie unglaublich, weil sie kalt geblattet sind.

00:06:29: Und so, dass ihre Kälte bei all den verschiedenen Temperaturen leben können.

00:06:34: Die Axel hat wirklich große Kälte.

00:06:36: Und so, wenn du ein Tier unter einem normalen Stereoskop nimmst, ist es nicht sogar eine sehr hohe Kälte.

00:06:43: Es ist ein Mikroskop, das du in jeder Klasse siehst.

00:06:46: Du kannst die Kälte, die durch die Vene circulieren, in die Kälte sehen.

00:06:52: Und es ist einfach wirklich magisch, was

00:06:56: du siehst.

00:06:57: Was Tanaka hier beschreibt, ist entscheidend.

00:07:00: Axolotl lassen sich im Labor züchten.

00:07:03: Man kann ihre Entwicklung von der befruchteten Eizelle anverfolgen.

00:07:08: Man kann sie genetisch verändern, einzelne Zellen markieren und Gewebe unter dem Mikroskop beobachten, während es sich neu bildet.

00:07:17: All das ist besäuget dir in klarer Weise kaum möglich.

00:07:21: Und dann gibt es beim Axolotl, wie schon angesprochen, besonders Interessantes zu sehen.

00:07:27: Seine unglaubliche Regenerationsfähigkeit.

00:07:30: Axolotl-Zellen verhalten sich nach einer Verletzung, nämlich nicht wie menschliche Zellen.

00:07:36: Beim Menschen schließen sich Wunden, haben entstehen, Gewebe wird repariert, nicht regeneriert.

00:07:42: Beim Axolotl passiert etwas anderes.

00:07:45: Seine Zellen gehen zurück in einen Zustand, den wir eigentlich nur aus der Embryonalentwicklung kennen.

00:07:51: Gene, die nur im Embryo aktiv sind, werden jetzt wieder angeschaltet.

00:07:56: Die Zellen verlieren einen Teil ihrer festen Identität und werden wieder formbar, gesteuert durch Signale aus dem Gewebe.

00:08:05: Wenn ein Axolotl ein Bein verliert, beginnt also kein Reparaturprozess, sondern ein Entwicklungsprozess.

00:08:12: Das ist der entscheidende Unterschied zu uns Menschen und den meisten anderen Tieren.

00:08:18: In den ersten Stunden nach der Verletzung verschließt sich die Wunde mit einer dünnen Zellschicht und diese Schicht sendet Signale an das darunter liegende Gewebe und löst dort etwas Entscheidendes aus.

00:08:33: Die Zellen ändern dann nämlich ihr Programm.

00:08:36: Muskelzellen, Bindegewebszellen, Knorpelzellen verlieren einen Teil ihrer Spezialisierung.

00:08:42: Sie werden wieder Entwicklungsfähig.

00:08:45: Nicht alle zu allem, aber sie sind flexibel genug, um gemeinsam neues Gewebe aufzubauen.

00:08:53: Und da stellt sich natürlich die medizinisch entscheidende Frage, warum können Axolotl das und wir nicht?

00:09:01: Die Zellen in einem adulten Tischen, also adulten Zellen in einem X-Laudel, können zurückgehen und starten die Gene-Expressionsprogramme, die existieren, in einem jüngeren Embryo.

00:09:17: Die adulten Zellen können zum Stemm-Zellen gehen, aber nicht nur können sie zum Stemm-Zellen gehen, sondern sie können einen ganzen Set von Genen, die die Hau- und Orgenformen in den ersten Platz kontrollieren.

00:09:29: Und das, was wir denken, ist irgendwie blockiert in den Menschen oder die Memelian-Selven, dass es irgendwie nicht möglich ist, diesen Weg zu machen, sehr schnell zu gehen.

00:09:40: Und wir denken, dass es einige Blocken in den Selven, die sie von ihnen halten können, damit sie so zurückgehen können, um zu verstehen, was das ist.

00:09:50: Mein persönliches Gefühl ist, dass mit Mammals, ihre Origen sind mehr komplex, sie haben mehr verschiedene Teile, und um das zu machen, hat sie vielleicht irgendwie ihre Genome in verschiedene Weise kontrolliert, und das hat es für diese Teile schwer gemacht.

00:10:20: Die Regeneration ist also möglicherweise ein Preis, den wir für unsere Komplexität bezahlt haben.

00:10:27: Aber es sind nach wie vor viele Fragen rund um die Axolotl Superkraft unbeantwortet.

00:10:32: Die größten unanswered Fragen sind, was die wichtigsten Komponenten sind in diesem Prozess der Adultsel, die nach einem Stemm-Sel zurückgehen, und können wir die Ability für eine menschliche Komponenten transferieren?

00:10:44: Ich denke, eine andere große unanswered Frage ist, ist das das einzige, das muss, um menschliche Komponenten zu regenerieren?

00:10:51: Oder sind es andere unerkannten Blocken in der Regeneration für menschliche Komponenten?

00:10:57: Was genau diesen Prozess der Rückprogrammierung erwachsener Zellen auslöst, ist also nach wie vor offen.

00:11:05: Und auch die Koordination der Zellen bei der Neubildung ganzer Körperteile gibt weiterhin Ritzel auf.

00:11:12: Denn bei einem erwachsenen Tier ist der neue Arm ein anderes Kaliber als bei einem Embryo klarerweise.

00:11:19: Wenn du einen adulten Tissue regenerierst, ist es eine enorme Masse der Kälte, viel größer als in den Embryo.

00:11:26: Die Frage ist, wie ein externe regenerierende Tissue, das so massiv wie die Embryonic-Tissue ist, wie kann es zwischen den verschiedenen Teilen der Kommunikation zwischen den verschiedenen Teilen dieser viel größeren Kälte passieren?

00:11:44: Und es ist auch sehr wichtig, wenn man über die Engenieherung der adulten Kälte denkt.

00:11:50: Die außergewöhnliche Regenerationsfähigkeit der Axolotl hat also sehr viele Aspekte von der zellulären Rückprogrammierung über die Aktivierung von Genen und Bauplänen bis zur Zeltkommunikation.

00:12:05: Die medizinisch relevante Frage ist also, was können wir Menschen davon lernen?

00:12:11: Die Antwort ist ein bisschen ernüchternd und gleichzeitig aber auch vielversprechend.

00:12:16: Niemand erwartet jetzt wirklich, dass Menschen in absehbarer Zeit Gliedmassen regenerieren, also nachwachsen lassen können.

00:12:23: Obwohl das unglaublich cool wäre.

00:12:25: Das wäre sehr cool und sehr toll für Menschen, die Gliedmassen verlieren.

00:12:29: Aber es gibt schon heute Hinweise, dass einzelne Elemente der Axolotl-Regeneration auf den Menschen übertragbar sein könnten.

00:12:39: Zwar nicht das Ganze, aber irgendwie als Prinzip.

00:12:42: Das erste Lernfall dabei ist die Wundeilung ohne Narben.

00:12:47: Beim Menschen ist Narbenbildung das Standard.

00:12:50: Sie schließt eine Wunder schnell, aber sie stellt die ursprüngliche Struktur nicht wieder her.

00:12:57: Axolotl dagegen verhindern die Bildung von Narben aktiv.

00:13:02: Ihre Wunden bleiben also gewissermaßen offen für die Entwicklung.

00:13:07: Wenn wir verstehen, wie sie das tun, Könnte das die Behandlung von schweren Verbrennungen oder auch chronischen Wunden grundlegend verändern?

00:13:17: Ein zweiter Bereich ist die Knochenheilung.

00:13:20: Es gibt Brüche, die bei Menschen selbst nach Monaten nicht richtig wieder heilen, nicht richtig zusammenwachsen.

00:13:27: Die absoluter Regeneration zeigt, dass Knochen nicht einfach nur zusammengefügt werden, sondern auch neu angelegt werden können.

00:13:36: mit exakter Form und Integration in

00:13:38: Muskeln

00:13:39: und Nerven.

00:13:40: Forschungsteams versuchen deshalb heute, diese Signale zu identifizieren und gezielt zu nutzen, um die Heilung von Knochen beim Menschen zu beschleunigen.

00:13:49: Interessant wird das auch bei Nerverschäden.

00:13:52: Beim Menschen regenerieren Periferenerven langsam und unvollständig.

00:13:58: Das Rückenmark fast gar nicht.

00:14:01: Der Axolotl kann beiders, zumindest teilweise, Er zeigt, dass Nervenzellen nicht allein das Problem sind, sondern ihre Umgebung.

00:14:10: Wenn die Umgebung die richtigen Signale sendet, dann können auch Nerven wachsen.

00:14:16: Und damit kommen wir zum vielleicht wichtigsten Beitrag der Axolotl zur medizinischen Forschung.

00:14:22: Lange dachte man nämlich, man müsse Stammzellen nur einbringen, dann erledigt der Körper den Rest.

00:14:29: Der Axolotl zeigt aber, Ohne Orientierung wissen die Zellen gar nicht, was sie werden sollen.

00:14:35: Erst die Umgebung macht die eigentliche Regeneration möglich.

00:14:39: Das hat auch direkte Folgen für die Entwicklung von Biomaterialien im Plantaten und Gewebeersatz.

00:14:46: Materialien müssen nicht nur stabil sein, sie müssen auch Informationen tragen.

00:14:52: Sie müssen Zellen sagen, wo sie sind und was sie hier tun sollen.

00:14:57: Und genau daran wird heute intensiv geforscht.

00:15:01: Dass Wien ein Hotspot der Axolotlforschung ist, haben wir schon erwähnt.

00:15:05: Wie sieht der Alltag mit den Tieren im Labor eigentlich aus?

00:15:08: Und was redet die weltbekannte Topfforscherin Tanaka, jungen Frauen, die sich für eine Karriere in der Wissenschaft interessieren?

00:15:27: Wer heute über Axolotlforschung spricht, kommt an Wien nicht vorbei.

00:15:31: In einem Gebäudekomplex im dritten Bezirk, im sogenannten Vienna Biosenter, wo die Forschungsinstitute Imba und IMP angesiedelt sind, lebt die größte bekannte Axolotl-Kolonie außerhalb Mexikos.

00:15:47: Denn hier befindet sich der Arbeitsort von Eli Tanaka.

00:15:51: Ungefähr dreitausend Tiere, erwachsene Jungtiere und Larven befinden sich hier in Wasseranlagen.

00:15:58: Die erinnern weniger an Aquarien als an Tanks mit technischer Infrastruktur.

00:16:05: Filter, Kühlung, Sensoren, alles wird genau kontrolliert und ist darauf ausgelegt, stabile Bedingungen für die Axolotl zu schaffen.

00:16:13: Die Wiener Kolonie ist nicht nur groß, sie ist auch genetisch wertvoll.

00:16:19: Die Tiere stammen aus sehr unterschiedlichen Linien, werden gezielt verpaart, um die Diversität, die genetische Vielfalt, zu erhalten, denn Wenn man verstehen will, wie Regeneration funktioniert, braucht man nicht nur Vergleichbarkeit, sondern auch Variation.

00:16:35: Der Alltag in so einem Labor entspricht nicht so ganz der romantischen Vorstellung von Wissenschaft.

00:16:40: Hier passiert Grundlagenforschung, sie besteht aus Pflege, Kontrolle, Dokumentation und viel Geduld.

00:16:47: Axolotl wachsen im Vergleich zu uns zwar schnell, um sie aber gezielt zu beobachten, dann doch auch wieder langsam.

00:16:56: Regeneration dauert Wochen bis Monate und dabei muss alles genauestens dokumentiert werden.

00:17:04: Das ist aber kein Alleinstellungsmerkmal der Axolotl-Forschung.

00:17:08: Grundlagenforschung braucht immer einen langen Atem.

00:17:12: So funktioniert Wissenschaft.

00:17:14: Und Wissenschaft ist ja nicht nur eine Geschichte von großartigen Entdeckungen, sie ist

00:17:19: auch

00:17:20: und vor allem eine Geschichte des genauen Hinsehens.

00:17:23: des Zweifelns, des Wiederholens und des Aushaltens von Antworten, die erst vielleicht viel später oder sogar nie einen Sinn ergeben.

00:17:31: Wissenschaft ist aber auch eine Geschichte von Strukturen und gesellschaftlichen Zuständen.

00:17:37: Wer forschen kann, wer Geld bekommt oder Stellen erhält, wer gehört wird, wer etwas leitet, wer die Entscheidungen trifft, in diesem Bereich hat sich in den letzten Jahrzehnten viel verändert, längst aber noch nicht alles.

00:17:51: Ellie Tanaka ist heute Direktorin des Instituts für molekulare Biotechnologie, einer der wichtigsten Forschungsinstitute Österreichs.

00:18:01: Sie ist die erste Frau in dieser Position und wir haben sie gefragt, wie sie die Rolle von Frauen in der Wissenschaft in Österreich beurteilt.

00:18:09: Ich denke, es gibt viele sehr hohe, eminente Frauen-Scientisten in Österreich.

00:18:16: In general, ich denke, über die Jahre.

00:18:19: decade people are having an easier time recognizing women in science and that they're able to advance to a leading position.

00:18:29: So I think it's a very good time for women in science.

00:18:32: And I also would like to say that the support that I feel among female scientists of my generation, but also from older generations is extremely valuable and warm.

00:18:44: I think it's a very welcoming group of people and culture.

00:18:49: Eli Tanaka spricht aber auch offen über die Hürden, auf die viele Frauen stoßen, in der Wissenschaft aber auch in ihrer persönlichen Umgebung.

00:19:03: Resistent type attitudes.

00:19:05: Of course, there's always the question of if someone has a very serious career.

00:19:10: Are they also able to fulfill their duties as a mother?

00:19:14: And I think there's some skepticism among certain sectors of society.

00:19:19: Also I think women themselves wonder, do I want to have a full time hard driving career when I have children?

00:19:28: And that's of course a Personal choice.

00:19:31: But I do think that more and more women who have done that and have fulfilling lives and have successful families, it is very important to demonstrate that it is indeed possible.

00:19:45: And I think that families' workplace is making those conditions possible with regard to healthcare and other support measures is very important because it is a lot of work.

00:20:01: Und was würde die international renommierte Topfforscherin Ellie Tanaka, jungen Frauenraten, die eine Karriere in der Wissenschaft anstreben?

00:20:11: So dass in der langen Zeit, dass du diesen Traum erfüllst, eine Karriere und eine tolle Familie zu haben.

00:20:32: Ich denke, das ist sehr wichtig.

00:20:34: In bestimmten Phasen in deinem Leben, du kennst, dass es ziemlich schwer wird und du arbeitest wirklich hart.

00:20:41: Aber du musst in dem Kopf, dass es mehrere Jahre später wird, dass es besser wird.

00:20:46: Und so kannst du nicht den instantanen Händen von der ultimaten

00:20:53: Erkrankung verteilen.

00:20:54: Man braucht also einen langen Atem und viel Durchhaltevermögen, um in der Wissenschaft Karriere zu machen, als Frau sogar besonders viel.

00:21:03: Und um die Geheimnisse der Axolotl aufzudecken, ja dafür sowieso.

00:21:07: Für heute sagen wir Danke fürs Zuhören.

00:21:10: Und wir freuen uns, wenn ihr beim nächsten Mal wieder dabei seid bei Rätsel der Wissenschaft.

00:21:16: Jeden zweiten Mittwoch, überall, wo es Podcast gibt.

00:21:19: Ich bin David Renard.

00:21:20: Und ich bin Tanja Traxler.

00:21:21: Diese

00:21:22: Folge wurde von Christoph Neu wird produziert.

00:21:24: Bis zum nächsten

00:21:25: Mal.

00:21:25: Bis

00:21:37: dann.