Wissenschaftler*innen und Naturschützer*innen des internationalen BioRescue-Konsortium arbeiten mit Hochdruck daran, das vom Aussterben bedrohte Nördliche Breitmaulnashorns durch fortschrittliche Technologien der assistierten Reproduktion zu retten. Im Dezember 2020 konnte das Konsortium zwei neue Nördliche Breitmaulnashorn-Embryos erzeugen. Am 13. Dezember führte das Team des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW), des Safari Parks Dvůr Králové, des Kenya Wildlife Service und der Ol Pejeta Conservancy erfolgreich eine Eizellentnahme in Kenia durch. Nach dem sofortigen Transport der entnommenen Eizellen nach Italien erzeugten die Wissenschaftler*innen zwei Embryos im Avantea-Labor in Cremona. Dafür ließen sie die Eizellen reifen und befruchteten sie mit Spermien des bereits verstorbenen Nashornbullen Suni. Die Embryos wurden am Weihnachtsabend im Entwicklungsstadium einer Blastozyste (Embryo) bei minus 196 Grad Celsius gefrierkonserviert. Damit erhöht sich die Gesamtzahl der bisher lebensfähigen Embryos auf fünf. Dies nährt die Hoffnung, dass trotz der Herausforderungen und Verzögerungen, die die COVID-19-Pandemie auch für das BioRescue-Konsortium im Jahr 2020 mit sich brachte, das Nördliche Breitmaulnashorn noch gerettet werden kann. Die nächste Phase der ambitionierten Rettungsmission ist bereits eingeleitet.

Die Weibchen Najin und Fatu in der Ol Pejeta Conservancy in Kenia sind die einzigen verbliebenen Nördlichen Breitmaulnashörner der Welt. Um das Aussterben dieser charismatischen Dickhäuter zu verhindern, entnimmt ein internationales Wissenschafts- und Naturschutz-Konsortium unreife Eizellen (Oozyten) von den beiden Weibchen und befruchtet diese künstlich mit gefrorenem Sperma von bereits verstorbenen Männchen, um lebensfähige Embryos zu erzeugen. In naher Zukunft werden die Embryos in Leihmütter von Südlichen Breitmaulnashörnern transferiert, um Nachkommen von Nördlichen Breitmaulnashörnern zu erzeugen.

Dr. Susanne Holtze (BioRescue-Wissenschaftlerin, Leibniz-IZW) bedient das Ultraschallgerät zusammen mit Prof. Dr. Thomas Hildebrandt (BioRescue-Projektleiter und Leiter der Abteilung Reproduktionsmanagement, Leibniz-IZW) und Prof. Dr. Robert Hermes (BioRescue-Wissenschaftler und Nashorn-Spezialist, Leibniz-IZW) während der Eizellentnahme. | Foto von Rio the Photographer

„In einer Zeit von täglichen Negativ-Schlagzeilen und schweren persönlichen Schicksalen aufgrund von Covid-19 Pandemie sind wir als BioRescue-Team sehr froh, dass unsere Dezember-Mission zur Rettung des Nördlichen Breitmaulnashorns in Ol Pejeta, Kenia so positiv verlaufen ist, und dass wir unserem Ziel ein Nördliches Breitmaulnashornkalb in den nächsten zwei bis drei Jahren zu haben, deutlich nähergekommen sind“, sagt Projektleiter Prof. Thomas Hildebrandt. Die COVID-19-Pandemie beeinträchtigte den Prozess der Eizellentnahme und Befruchtung im Jahr 2020 erheblich. Das Team konnte fast ein Jahr lang keine zusätzlichen Embryos erzeugen. Erst jetzt war es möglich, den Bestand der bereits aus 2019 vorhandenen drei Embryos um zwei weitere auf fünf zu erhöhen. Im Dezember 2020 entnahmen das BioRescue-Team 14 Eizellen aus Fatus Eierstöcken mit einer ultraschallgeführten Sonde, nachdem das Tier unter Vollnarkose gesetzt wurde. Das Gerät zur Eizellenentnahme ist ein zugelassenes Patent in Deutschland, Europa und den USA und bald auch in Afrika. Sowohl die Narkose als auch die Eizellenentnahme verliefen reibungslos und ohne Komplikationen. Nach der Inkubation und Reifung der Eizellen im Avantea-Labor in Cremona (Italien) wurden acht Eizellen mit aufgetauten Spermien des verstorbenen Nördlichen Breitmaulnashornbullen Suni im ICSI-Verfahren (intra-cytoplasmatische Spermieninjektion) befruchtet. Zwei befruchtete Eizellen entwickelten sich mit Hilfe des Geri® zu einem lebensfähigen Embryo. Das Geri® wurde von Merck für das Forschungsprojekt zur Verfügung gestellt und ist ein innovativer Tischinkubator mit integrierter kontinuierlicher Embryoüberwachung, der für eine individualisierte und ungestörte Inkubationsumgebung sorgt. „Wir bei Merck sind sehr stolz darauf, dass wir die Möglichkeit haben, das weltweit am stärksten gefährdete Säugetier vor dem Aussterben zu bewahren. Gemeinsam mit unseren Kooperationspartnern wollen wir dazu beitragen, die Artenvielfalt und gefährdete Arten für die nächsten Jahre zu schützen", sagte Sebastian Bohl, Vize Präsident, Global Head of New Businesses, Fertility, Merck. Die zwei neuen Embryos werden sicher mit den drei Embryonen aus früheren Einsätzen in flüssigem Stickstoff gelagert.

Leider konnte das BioRescue Team von Najin, der Mutter von Fatu, keine Eizellen gewinnen. Zuvor waren entsprechende Eingriffe bei Najin zwar erfolgreich, aber es konnten keine Embryos aus den gewonnenen Eizellen erzeugt werden. Die Nashorn-Reproduktionsspezialisten vom Leibniz-IZW unter der Leitung von Prof. Thomas Hildebrandt sehen zwei mögliche Ursachen: Najins Alter und/oder gesundheitliche Probleme könnten die Qualität ihrer Eizellen beeinträchtigen. Außerdem hat das 31-jährige Nashorn einen großen Tumor im Bauchraum, der zu diesem Zeitpunkt zwar keine akuten gesundheitlichen Probleme verursacht, aber die Funktionalität der Fortpflanzungsorgane beeinträchtigen könnte. Da jeder Schritt innerhalb des Programms von einer gründlichen ethischen Risikobewertung begleitet wird, kann das Team erst nach einem Gesundheitscheck entscheiden, ob die Eizellentnahmen bei Najin beim nächsten Einsatz, der für später in diesem Jahr geplant ist, fortgesetzt werden. „Es ist sehr ermutigend, dass bahnbrechende Initiativen wie das BioRescue-Projekt trotz der schwierigen Zeit weiterhin Fortschritte machen. Die Schaffung dieser beiden neuen Embryos des Nördlichen Breitmaulnashorns ist ein Beweis für den Einfallsreichtum und die Expertise dieser internationalen Zusammenarbeit“, sagt Prof. Cesare Galli, Geschäftsführer von Avantea in Cremona, Italien.

Die Erzeugung von zwei Embryos im Dezember 2020 ist ein großer Erfolg für die Artenschutzforschung und ein hoffnungsvoller Abschluss eines herausfordernden Jahres. Die für das Frühjahr und den Frühsommer geplanten Forschungseinsätze mussten aufgrund der weltweiten COVID-19-Pandemie abgesagt oder verschoben werden. Im August 2020 konnte das Team schließlich die Eizellenentnahme wiederholen, mit dem enttäuschenden Ergebnis, dass keine Embryos entstanden. Die BioRescue-Reproduktionsspezialisten kamen zu dem Schluss, dass die unfreiwillige Zwangspause von fast neun Monaten zwischen den Eingriffen die Ergebnisse negativ beeinflusst haben. Die erfolgreichen Eingriffe im Dezember 2020 zeigen wiederum, dass ein regelmäßiger Rhythmus von drei bis vier Monaten für eine Eizellentnahme der Schlüssel zum Erfolg sind. Deshalb will das Team diesen Rhythmus in Zukunft beibehalten.

Im Dezember 2020 begann das Team auch mit der nächsten Phase des ehrgeizigen BioRescue-Projekts – den Vorbereitungen für den Tansfer der Embryos in Südliche Breitmaulnashornweibchen. Zu diesem Zweck wurde im November 2020 ein Südlicher Breitmaulnashornbulle von der Lewa Wildlife Conservancy in Kenia in das Ol Pejeta Conservancy Schutzgebiet transferiert. Dieser Bulle hat bereits mehrere Nachkommen gezeugt und gilt somit als bewährter Zuchtbulle. In Ol Pejeta wurde er vom BioRescue-Team mit einem minimal-invasiven, nicht-chirurgischen Verfahren unter Verwendung modernster Technik sterilisiert. Wie bei allen Eingriffen des Programms wurde auch bei diesem Verfahren eine gründliche ethische Risikobewertung durchgeführt. Die Sterilisationsprozedur verlief reibungslos und ohne jegliche Komplikationen. Der Bulle begann sofort nach Abklingen der Betäubung zu fressen. Als sterilisierter Bulle wird er durch sein Verhalten zuverlässig den Fortpflanzungszyklus von potentiellen Leihmüttern anzeigen, ohne dass die Gefahr besteht, dass sie dabei trächtig werden. Das Anzeigeverhalten ist eine entscheidende Voraussetzung, um die wertvollen Embryos des Nördlichen Breitmaulnashorns zum richtigen Zeitpunkt des Fortpflanzungszyklus‘ in die Leihmütter zu transferieren. Nach der positiven Überprüfung der erfolgreichen Sterilisation im Frühjahr 2021 wird der Bulle kontinuierlich überwacht, um von seinem Verhalten auf den Zyklus der potenziellen Leihmütter zu schließen.

Dr. Stephen Ngulu (verantwortlicher Tierarzt, Ol Pejeta Conservancy), Dr. Susanne Holtze (BioRescue-Wissenschaftlerin, Leibniz-IZW), Prof. Dr. Thomas Hildebrandt (BioRescue-Projektleiter und Leiter der Abteilung Reproduktionsmanagement, Leibniz-IZW), Dr. Frank Goeritz (leitender Tierarzt, Leibniz-IZW) und Prof. Dr. Robert Hermes (BioRescue-Wissenschaftler und Nashorn-Spezialist, Leibniz-IZW) während der Sterilisationsprozedur. | Foto von Dylan Habil

Die Entnahme der Eizellen, die Erzeugung der Embryos und die Vorbereitung für den Embryotransfer sind Teil des Forschungsprogramms „BioRescue“, das vom Leibniz-IZW geleitet und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird. Ziel ist es, assistierte Reproduktionstechniken (ART) und stammzellassoziierte Techniken (SCAT), ergänzt durch eine umfassende ethische Bewertung durch die italienische Universität Padua, zum Wohle des Nördlichen Breitmaulnashorns entscheidend voranzubringen. Das Konsortium wird maßgeblich vom BMBF Finanziert. Darüber hinaus gibt es weitere Unterstützer wie die tschechische Nadace ČEZ Foundation und die amerikanische Richard McLellan Rewind Rhino Extinction Foundation. Das Konsortium besteht aus international renommierten Institutionen aus Deutschland, Italien, Tschechien, Kenia, Japan und den USA. Das Programm wird von der kenianischen Regierung und von Hon Najib Balala, Kenias Kabinettssekretär des Ministeriums für Tourismus und Wildnis, unterstützt. „Im Namen des Volkes und der Regierung von Kenia möchte ich diese Gelegenheit nutzen, um die beeindruckenden Fortschritte zu würdigen, die das gemeinsame Team aus kenianischen und internationalen Wissenschaftler*innen bisher erzielt hat, um das bedrohte Nördliche Breitmaulnashorn vor dem Aussterben zu bewahren.

Als eines der weltweit führenden Länder im Bereich des Artenschutzes haben wir uns verpflichtet, diesen gemeinschaftlichen Prozess von Anfang bis Ende zu fördern, indem wir Unterstützung leisten, damit diese wichtige Arbeit fortgesetzt werden kann. Ich freue mich, dass die Welt durch den Einsatz modernster und innovativer Technologien die Chance hat, diese bedrohte Wildtierart für die Nachwelt zu retten, und dass Kenia seinen Teil zu diesen wichtigen Schutzbemühungen beiträgt. Wir müssen alles tun, um diese Art vor dem Aussterben zu bewahren. Denken Sie daran: Aussterben ist für immer. Sobald wir diese Art verlieren, haben wir ein symolträchtiges Tier verloren, das zukünftige Generationen nicht mehr sehen werden“, sagt Hon Najib Balala.

Seit Juni 2020 wird das BioRescue-Projekt durch das europäische Trainingsnetzwerk "EUROVA" (European Oocyte Biology Research Innovation Training Net) ergänzt. Das EUROVA-Konsortium, dem das Leibniz-IZW angehört, hat das Ziel, neue Techniken und Methoden für die In-vitro-Maturation (IVM) von Eizellen, die In-vitro-Fertilisation (IVF) und die In-vitro-Kultur (IVC) von Embryos zu entwickeln. Diese Techniken und Methoden können genutzt werden, um neue Erhaltungsmaßnahmen für stark gefährdete Säugetiere, wie z. B. die gefährdete Familie der Nashörner, voranzutreiben.

Seit Anfang des Jahres hat BioRescue eine neue Webseite (www.biorescue.org). Die Seite ist eine Ressource für Wissen und Neuigkeiten rund um den wissenschaftlichen Teil des Rettungsprogramms für das Nördliche Breitmaulnashorn. Darüber hinaus porträtiert sie die Menschen hinter der Mission, sammelt Medienberichte und Multimedia-Beiträge über die Mission in mehreren Galerien und bietet Nutzern die Möglichkeit, das Programm durch Spenden zu unterstützen.

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