Blutproben aus dem Zoo helfen bei der Vorhersage von Krankheiten beim Menschen

(15.07.2019) In den Zoos von Saarbrücken und Neunkirchen leben Pinguine, Asiatische Elefanten und viele andere Tierarten. Da sie von verschiedenen Kontinenten stammen, wird den Tieren regelmäßig Blut abgenommen, um ihre Gesundheit zu überprüfen.

Diese Blutproben haben Bioinformatiker und Humangenetiker der Universität des Saarlandes jetzt genutzt, um nach sogenannten Biomarkern zu suchen, mit denen man Krankheiten frühzeitig erkennen kann.

Die Forscher wollen mit Hilfe von ähnlichen genetischen Mustern, die bei Mensch und Tier seit Jahrtausenden im Blut vorhanden sind, die computergestützte Krankheitsprognose verbessern.


Das Blut der Strahlenschildkröten untersuchten Bioinformatik-Professor Andreas Keller und Zoodirektor Richard Francke als erstes.

Das Forschungsprojekt ist für die Bioinformatiker nicht nur aufgrund der Zusammenarbeit mit dem Zoo ungewöhnlich. „Molekulare Blutprofile von Tieren zu messen, das hat so bisher niemand gemacht“, erklärt Andreas Keller, Bioinformatik-Professor an der Universität des Saarlandes.

Anstatt Gewebe und Datenmaterial von menschlichen Patienten zu untersuchen, analysierte er gemeinsam mit dem Saarbrücker Humangenetiker Eckart Meese die Blutproben von 21 Tieren. Zoodirektor Richard Francke hatte das Blut bei Routineuntersuchungen innerhalb der Jahre 2016 bis 2018 gesammelt und den Wissenschaftlern zur Verfügung gestellt.

Eigentlich erforschen diese sonst Biomarker, die im Blut des Menschen vorkommen, um damit beispielsweise Lungentumore oder Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson früher und besser zu erkennen.

„Gut geeignet dafür sind micro-RNAs“, sagt Andreas Keller. „Das sind kurze Abschnitte spezifischer Moleküle in der Ribonukleinsäure, die bei der Steuerung der Gene eine wichtige Rolle spielen.“

Um diese Abschnitte zu finden, setzen die Forscher moderne Methoden der Bioinformatik ein, darunter auch das maschinelle Lernen, ein Verfahren der Künstlichen Intelligenz. Das wiederum führt zu einer Herausforderung, bei der die Tiere aus den beiden saarländischen Zoos helfen können.

„Pro Patient werden bis zu 20 Millionen Datenpunkte erhoben. Die maschinellen Lernverfahren erkennen darin zwar die typischen Muster, etwa für einen Lungentumor oder Alzheimer. Jedoch fällt es der Künstlichen Intelligenz schwer, zu lernen, welche Biomarker-Muster echt sind und welche nur scheinbar auf das jeweilige Krankheitsbild passen.“ Hierbei kommen nun die Blutproben der Tiere ins Spiel.

„Wenn ein Biomarker evolutionär konserviert ist, also auch in anderen Spezies in ähnlicher Form und Funktion vorkommt, ist es sehr viel wahrscheinlicher, dass es sich um einen belastbaren Biomarker handelt“ erläutert Professor Keller.

Aus diesem Grund haben die Forscher die Reste von den Blutproben analysiert, die den Tieren sowieso entnommen wurden. Insgesamt waren es 21 Proben von 19 Tierarten, darunter ein Nasenbär, ein Nilflughund, ein Zwergseidenäffchen und ein Humboldt-Pinguin.

„Die neuen Erkenntnisse fließen jetzt in unsere Computermodelle ein und werden uns helfen, künftig noch präziser, die richtigen Biomarker zu identifizieren“, erklärt Keller.

Ihre Ergebnisse haben die Saarbrücker Forscher im renommierten Fachjournal „Nucleic Acids Research“ veröffentlicht. Zusätzlich haben sie eine Datenbank eingerichtet, in die sie auch ihre aktuellen Ergebnisse eintragen.

Inzwischen haben Wissenschaftler das Blut von insgesamt 40 Tieren untersucht, darunter auch das einer Anaconda, eines Stachelschweins und eines Kängurus.

Darauf können nun Wissenschaftler aus der ganzen Welt zugreifen. Das Forschungsprojekt wurde von der Landesregierung des Saarlandes finanziell unterstützt.


Artikel kommentieren

Weitere Meldungen

Angela Stöger-Horwath und Christopher Gorofsky ; Bildquelle: Daniel Zupanc

KognitionsbiologInnen der Universität Wien erforschen Lautkommunikation von Elefanten

Im Rahmen eines FWF-Projekts untersuchen KognitionsbiologInnen der Universität Wien die frühe Mutter-Kind-Kommunikation des kürzlich geborenen Elefantenbaby Kibali und seiner Mutter Numbi im Tiergarten Schönbrunn
Weiterlesen

Wiebke Hoffmann und Richard Zink mit zwei der jungen Käuze; Bildquelle: Daniel Zupanc

Rekord: Sieben junge Habichtskäuze für Wiederansiedlungsprojekt

Die Habichtskäuze im Tiergarten Schönbrunn sorgen heuer für einen besonders erfreulichen Rekord: Die zwei Pärchen haben insgesamt sieben Jungtiere großgezogen, die nun an das Wiederansiedlungsprojekt abgegeben werden konnten
Weiterlesen

Gepard; Bildquelle: Ad Meskens, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=68621350

Jung gepaart? Dann klappt’s auch mit dem Geparden-Nachwuchs

Raubkatzenexperten in vielen Zoos der Welt sind ratlos. Mit dem Geparden-Nachwuchs will es trotz aller Bemühungen oft nicht funktionieren
Weiterlesen

Najin und Fatu, die letzten Individuen ihrer Art, im Ol Pejeta Conservancy in Kenia; Bildquelle: Jan Stejskal

BMBF-Forschungsprojekt BioRescue als Überlebenschance für Nördliche Breitmaulnashörner

Deutsche Forschende der Leibniz-Gemeinschaft führen erstmals Embryotransfer bei Nashörnern durch
Weiterlesen

Ziel des Projekts ist eine umfangreiche Bilddatenbank mit Wärmebildern, die Tierärzten bei der Diagnose hilft und kranken Tieren unnötigen Stress erspart.; Bildquelle: IPA/Foto: Rainer Bez

Wärmebildkameras schonen kranke Tiere

Bisher müssen Veterinäre kranke oder verletzte Zootiere oft betäuben, um herauszufinden, was ihnen fehlt. Künftig sollen Wärmebildkameras bei der Diagnose helfen
Weiterlesen

Zoodirektor Dr. André Stadler ; Bildquelle: Alpenzoo

Dr. André Stadler leitet das Technical Assistance Komitee in der EAZA

Im April 2019 wurde  Dr. André Stadler, Direktor des Alpenzoos Innsbruck, zum Leiter des Technical Assistance Komitee der EAZA (Europäischer Verband der Zoos und Aquarien) ernannt
Weiterlesen

Helena Wehner mit Waldrapp-Küken im Tiergarten Schönbrunn; Bildquelle: Daniel Zupanc

Ziehmütter für seltene Waldrapp-Küken im Tiergarten Schönbrunn

Anne-Gabriela Schmalstieg und Helena Wehner haben einen fordernden 24-Stunden-Job und dennoch lieben sie ihn
Weiterlesen

Panda-Männchen Yuan Yuan; Bildquelle: Daniel Zupanc

Panda-Männchen Yuan Yuan ist in Wien eingetroffen

Die Freude im Tiergarten Schönbrunn ist groß: Das sehnlich erwartete Große Panda-Männchen Yuan Yuan ist am 16. April 2019 angekommen
Weiterlesen


Wissenschaft


Universitäten


Neuerscheinungen