Ellie ist eine 11-jährige Fuchsstute mit einem hinreißenden weißen Streifen im Gesicht, und sie ist so beliebt, wie es nur ein Pferd sein kann.
Deshalb wird sie nach einer Reihe von medizinischen Eingriffen, die in den letzten Jahren von Pferdetierärzten der Colorado State University durchgeführt wurden, den Rest ihrer Tage damit verbringen, Gras auf einem Feld in Colorado zu fressen. Ellies Geschichte, deren jüngstes Kapitel beinhaltet, dass sie – über eine Ersatzstute – Mutter eines gesunden neuen Hengstes wurde, unterstreicht die qualifizierte Sorgfalt und das Fachwissen, die das Equine Reproduction Laboratory der CSU im letzten halben Jahrhundert geprägt haben.
Das Equine Reproduction Laboratory liegt abseits der Rampart Road auf dem Foothills Campus der CSU. Das Labor wurde Ende der 1960er Jahre als Teil des heutigen Tierreproduktions- und Biotechnologielabors gegründet und ist eine hochmoderne Einrichtung, die sich innovativer Forschung, außergewöhnlicher Lehre und hervorragendem klinischen Service für Stuten und Hengste widmet. Das Labor ist auf assistierte Reproduktionstechnologien spezialisiert, von der relativ einfachen Gewinnung und Übertragung von Embryonen bis hin zu komplexeren Verfahren wie der intrazytoplasmatischen Spermieninjektion, die den aktuellen menschlichen In-vitro-Fertilisationsverfahren ähnelt.
Der Frühling ist Fohlensaison im Equine Reproduction Laboratorywas bedeutet, dass viele Kundenbabypferde ihre ersten wackeligen Schritte unter der Obhut von CSU-Lehrkräften und -Mitarbeitern machen.
Steve, geboren durch Leihmutterschaft
In den frühen Morgenstunden des 23. Februar wurde Ellie, deren registrierter Name CBK Spooks Got Cash ist, die leibliche Mutter eines lebhaften Fohlens, das CSU-Tierärzte rund um die Scheune dazu gebracht haben, „Steve“ zu nennen (er wird offiziell registriert Name später). Aber Ellie hat Steve nicht geboren. Dieser Job ging an Marge, eine 13-jährige Schimmelstute, für die das Gebären von Babys ein alter Hut ist – sie hat es schon mehrere Male gemacht. Marge gehört zu einer Herde von „Empfänger“- oder Ersatzstuten, die im CSU-Labor weiden und regelmäßig aufgefordert werden, im Namen eines anderen weiblichen Pferdes schwanger zu werden.
Ellies Menschen, Corliss und Bill Kellogg, legen seit fast einem Jahrzehnt die neunstündige Fahrt von ihrer Ranch in Gettysburg, South Dakota, auf sich, um ihre Pferde von der CSU pflegen oder züchten zu lassen. Im Jahr 2020 brachten sie Ellie zur Operation an einem gerissenen Meniskus in ihrem Knie zur CSU, die von der CSU-Pferdeorthopädin Dr. Laurie Goodrich durchgeführt wurde. Nachdem sie sie zwei Jahre lang unter der Obhut von Dr. Melissa King rehabilitiert hatten, sehnten sich die Kelloggs danach, Ellie zu züchten, ein geliebtes Mitglied ihrer Familie, das in ihrer Jugend ein ausgezeichnetes Reining-Performance-Pferd gewesen war. Sie hatte zuvor ein Fohlen getragen, aber aufgrund von Komplikationen während der Geburt überlebte das Fohlen nicht, und Ellie musste sich einer Notfall-Kaiserschnitt-Operation unterziehen, um ihr Leben zu retten.
„Wir denken so viel an unsere Tiere, besonders an die, die so viel durchgemacht haben wie Ellie“, sagte Corliss Kellogg. „Einige Leute hätten sie niedergeschlagen, aber das kann ich nicht. Sie verdienen eine Chance im Leben genauso gut wie ein Mensch.“
Embryotransfer
Um Ellie zu helfen, ein Baby zu bekommen, führten CSU-Tierärzte einen Embryotransfer durch. Zuerst wurde sie besamt und kurzzeitig mit einem frühen Embryo schwanger. Acht Tage nach dem Eisprung wurde der Embryo aus ihrer Gebärmutter gespült und in die Gebärmutter der Empfängerstute Marge eingesetzt.
Diese bewährte assistierte Reproduktionsmethode für Pferde wurde in den 1970er Jahren entwickelt, aber an der CSU wurde sie in ein erfolgreiches klinisches Verfahren umgewandelt, das vom damaligen CSU-Fakultätsmitglied Dr. Ed Squires angeführt wurde. Laut Dr. Patrick McCue, leitender Tierarzt am Equine Reproduction Laboratory und Iron Rose Ranch-Professor für Equine Reproduction, ist der Embryotransfer mittlerweile Routine und weit verbreitet.
In den frühen Tagen, sagte McCue, wurden Embryotransfers chirurgisch durchgeführt. Als McCue Mitte der 1990er Jahre an die CSU kam, half er dabei, das klinische Embryotransferprogramm der CSU auf ein schnelleres, weniger invasives, nicht chirurgisches Verfahren umzustellen, bei dem der Zugang zur Gebärmutter der Stute über einen Katheter statt über einen Einschnitt erfolgt. Dieses nicht-chirurgische Verfahren wird noch heute angewendet, auch bei Ellie und Marge.
Die Kelloggs hoffen, dass Ellie noch in diesem Frühjahr ein weiteres Fohlen bekommen kann, wiederum durch Leihmutterschaft.
„Die Ärzte waren phänomenal“, sagte Bill Kellogg. „Wir sind gesegnet. Wir haben die Zeit und das Geld investiert, und wir haben gute Leute um uns herum. Sie haben Ellie aus einem dunklen Ort zurückgebracht.“
Aufgrund von Ellies früherer Verletzung und ihrer Notwendigkeit, unter milderen Bedingungen als in den Wintern von South Dakota zu leben, haben die Kelloggs die Entscheidung getroffen, Ellie dauerhaft in einer Einrichtung in Colorado zu behalten. So kann sie weiterhin Zugang zu CSU-Tierärzten haben und hoffentlich ein weiteres Fohlen zeugen.
Das Verfahren, mit dem Ellies Embryo in Marge übertragen wird, ist üblich. Die Leistungen des Reproduktionslabors für Pferde erstrecken sich jedoch auf weitaus schwierigere Fälle.
Sperma-Injektion
Eine weniger häufige und komplexere assistierte Reproduktionstechnologie, die an der CSU durchgeführt wird, heißt ICSI oder Intrazytoplasmatische Spermieninjektion. Es ist nahezu identisch mit dem menschlichen IVF-Verfahren, bei dem eine Oozyte (Ei) außerhalb des weiblichen Körpers befruchtet wird. Das erste Fohlen, das jemals durch ICSI-unterstützte Reproduktion gezeugt wurde, wurde 1996 an der CSU geboren. Dr. Elaine Carnevale, Fakultätsmitglied in der CSU-Abteilung für Biomedizinische Wissenschaften, baute das klinische ICSI-Programm der CSU in den frühen 2000er Jahren und darüber hinaus aus und machte das Verfahren breiter der Welt der Pferdezucht zur Verfügung.
Unter den Auszubildenden von Carnevale war Dr. Jennifer Hatzel, Assistenzprofessorin in der Abteilung für klinische Wissenschaften, die heute das klinische ICSI-Programm im Equine Reproduction Lab überwacht.
Als die Sameninjektionsarbeit Anfang bis Mitte der 2000er Jahre an Fahrt gewann, war die CSU laut Hatzel eine der wenigen Einrichtungen, die das Verfahren anboten. „Die CSU hatte Scheunen voller Pferde, die aus Texas, Oklahoma kamen … die Leute schickten ihre Pferde hierher, um dieses Verfahren durchführen zu lassen, weil ihre Stuten auf andere Weise nicht schwanger werden konnten.“ Mittlerweile wird ICSI auf der ganzen Welt eingesetzt.
Das ICSI-Spermieninjektionsverfahren bei Pferden ähnelt dem In-vitro-Fertilisationsverfahren, das beim Menschen durchgeführt wird, erklärte Hatzel. Die Eier der Stute werden mit einer transvaginalen Ultraschallsonde gesammelt und in eine Petrischale überführt. Die Befruchtung der Eizelle erfolgt durch direkte Injektion eines einzelnen Spermiums in die Eizelle unter Verwendung eines speziellen Mikroskops. Das befruchtete Ei wird dann in einen Inkubator gelegt und auf die Embryonalentwicklung überwacht. Sobald der Embryo ein lebensfähiges Stadium erreicht hat, wird er entweder zurück in die ursprüngliche Stute oder in eine Empfängerstute (Ersatzstute) übertragen.
Die Stute als Modell für die menschliche Fortpflanzung
Es mag einige überraschen zu erfahren, dass die Reproduktionsforschung von Pferden und Menschen viel voneinander lernen können, aber Experten der CSU, darunter Carnevale, Hatzel und andere, wissen dies seit langem und haben daran gearbeitet, zusammenzuarbeiten und Wissen auszutauschen. Während Mausmodelle in der auf den Menschen ausgerichteten klinischen Forschung Standard sind, haben Pferde wichtige Ähnlichkeiten mit Menschen und können bessere translationale Daten liefern, insbesondere in Bezug auf weibliche Fortpflanzung, Alterung und Fettleibigkeit.
„Die Stute ist tendenziell ein ziemlich gutes Vorbild für den Menschen, besonders in der Welt des Alterns“, sagte Hatzel. „Pferde sind neben Hunden und Katzen eine der wenigen Arten, die lange genug leben, um an den Punkt zu gelangen, an dem sie tatsächlich einen ähnlichen Prozess durchlaufen, den Frauen mit der Menopause durchlaufen, den wir ‚Stutenpause‘ nennen.“
Die CSU betreibt weiterhin Spitzenforschung in der Pferdemedizin, die übertragbare Anwendungen auf den Menschen haben könnte. Hatzel arbeitet beispielsweise mit Industriepartnern an mehreren verschiedenen Projekten und Methoden, um die gesündesten Spermien in einer Probe zu identifizieren, um die Erfolgsraten bei der Erzeugung lebensfähiger Embryonen zu verbessern. Eine solche Technik könnte eines Tages sowohl bei Menschen als auch bei Pferden eingesetzt werden, sagte sie.