Warum Axolotl Gliedmaßen nachwachsen lassen können und Säugetiere nicht

Axolotl und Molche können vollständige Beine, Schwänze und sogar Teile des Herzens nachwachsen lassen. Menschen und andere Säugetiere können das nicht. Warum dieser biologische Unterschied besteht, war lange unklar. Ein Forscherteam um Can Aztekin an der EPFL und dem Friedrich-Miescher-Laboratorium der Max-Planck-Gesellschaft hat jetzt in der Fachzeitschrift Science einen zentralen Mechanismus identifiziert: Es ist ein einzelner zellulärer Sauerstoffsensor, der über das Starten von Regenerationsprogrammen entscheidet. Die Ergebnisse wurden am 9. April 2026 veröffentlicht.

Was Amphibien anders machen

Nach der Amputation einer Gliedmaße beginnt bei Axolotln ein komplexes biologisches Programm. Spezialisierte Zellen de-differenzieren sich zu sogenannten Blastemzellen, bilden einen biologischen Reparaturknopf und bauen die Gliedmaße Schicht für Schicht neu auf, einschließlich Knochen, Muskeln, Blutgefäßen und Nerven. Bei Mäusen und Menschen startet dieses Programm nach einer Amputation nicht.

Aztekin und sein Team verglichen amputierte Gliedmaßen von Froschkaulquappen und embryonalen Mäusen. Das Ergebnis: Der entscheidende Unterschied liegt nicht in einer völlig anderen Genetik, sondern in der Empfindlichkeit eines einzelnen Proteins, HIF1A. Dieses Protein fungiert als zellulärer Sauerstoffsensor. Es registriert, wie viel Sauerstoff im Gewebe vorhanden ist und reguliert daraufhin Gene, die auf Sauerstoffmangel reagieren.

Der Mechanismus im Detail

Unmittelbar nach einer Verletzung sinkt der Sauerstoffgehalt im Gewebe. Bei Amphibien hält HIF1A auch dann noch Regenerationsgene aktiv, wenn der Sauerstoffgehalt wieder ansteigt. Ihre Zellen haben eine niedrigere Empfindlichkeit für steigende Sauerstoffkonzentrationen, weil Gene, die HIF1A normalerweise abschalten, bei ihnen geringer exprimiert werden.

Säugetierzellen reagieren dagegen empfindlich auf steigende Sauerstoffkonzentrationen. Sobald das Gewebe nach einer Verletzung wieder gut durchblutet wird, schaltet HIF1A ab und damit auch die Regenerationsprogramme. Das Gewebe heilt, aber es regeneriert nicht.

Das überraschende Ergebnis: Säugetierzellen besitzen latent die Grundausstattung für Regeneration. Sie wird nur zu früh abgeschaltet. Als die Forscher HIF1A in Mäusegewebe künstlich stabilisierten, aktivierten sich Regenerationsmechanismen. Die Barriere zwischen Säugetieren und Amphibien ist damit weniger genetisch fundamental als bisher angenommen.

Was das für die Medizin bedeuten könnte

Die Ergebnisse öffnen einen neuen Forschungsweg in der Regenerationsmedizin. Die Frage ist nicht mehr nur, wie Amphibien Gliedmaßen nachwachsen lassen, sondern wie HIF1A in menschlichem Gewebe gezielt stabilisiert werden kann, ohne Nebenwirkungen wie unkontrolliertes Zellwachstum auszulösen. Das ist keine triviale Frage: In Tumorzellen ist HIF1A oft dauerhaft aktiv und fördert Tumorwachstum.

Eine Therapie, die HIF1A zeitlich begrenzt und lokal in Wundgewebe aktiviert, wäre ein erheblicher biomedizinischer Balanceakt. Klinische Anwendungen beim Menschen liegen noch weit entfernt. Die Studie liefert aber erstmals eine präzise molekulare Zielstruktur für die Regenerationsforschung. Aztekins Team hat angekündigt, in weiteren Schritten zu prüfen, ob eine gezielte Stabilisierung von HIF1A in Säugetiergeweben partielle Regenerationsreaktionen auslösen kann.