Die meisten menschlichen Eizellen haben nie die Chance, zu Eiern heranzureifen, eine aktuelle Studie gibt Aufschluss darüber, warum. Ein neuer „Atlas“ des menschlichen Eierstocks liefert Erkenntnisse, die zu Behandlungen führen könnten, die die Hormonproduktion der Eierstöcke und die Fähigkeit, biologisch verwandte Kinder zu bekommen, wiederherstellen.
Schaffung eines funktionalen Follikels
Dieses tiefere Verständnis des Eierstocks bedeutet, dass die Forscher möglicherweise künstliche Eierstöcke im Labor produzieren könnten, indem sie Gewebe verwenden, das vor der Exposition gegenüber toxischen medizinischen Behandlungen wie Chemotherapie und Bestrahlung gelagert und eingefroren wurde. Derzeit können Chirurgen zuvor eingefrorenes Eierstockgewebe implantieren, um die Hormon- und Eiproduktion vorübergehend wiederherzustellen. Dies funktioniert jedoch nicht lange, da nur wenige Follikel – jene Strukturen, die Hormone produzieren und Eizellen tragen – durch die Reimplantation überleben.
Der neue Atlas enthüllt jene Faktoren, die die Reifung eines Follikels ermöglichen, da die meisten Follikel verkümmern, ohne Hormone oder eine Eizelle freizusetzen. Mithilfe neuer Instrumente, mit denen festgestellt werden kann, welche Gene auf Einzelzellebene in einem Gewebe exprimiert werden, konnte ein Forscher-Team Eierstockfollikel ausfindig machen, die die unreifen Vorläufer der Eizellen, die sogenannten Eizellen, tragen. Jetzt, da die Forscher wissen, welche Gene in den Eizellen exprimiert werden, können sie laut Ariella Shikanov, U-M Associate Professor für Biomedizintechnik und korrespondierende Autorin der neuen Studie in Science Advances, testen, ob die Beeinflussung dieser Gene zur Schaffung eines funktionalen Follikels führen könnte. Auf diese Weise kann ein künstlicher Eierstock geschaffen werden, der schließlich in den Körper zurückverpflanzt werden könnte.
Längeres Fruchtbarkeitsfenster
Die meisten Follikel, die so genannten Primordialfollikel, ruhen und befinden sich in der äußeren Schicht des Eierstocks, dem Kortex. Ein kleiner Teil dieser Follikel wird in regelmäßigen Abständen aktiviert und wandert in den Eierstock, in eine Region, die als Wachstumspool bezeichnet wird. Nur einige dieser wachsenden Follikel produzieren reife Eizellen, die in den Eileiter abgegeben werden .Mit der Fähigkeit, die Entwicklung der Follikel zu steuern und die Umgebung der Eierstöcke zu optimieren, könnte das Team davon ausgehen, dass das manipulierte Eierstockgewebe viel länger funktionieren könnte als unmodifiziertes implantiertes Gewebe. Dies bedeutet, dass die Patientinnen ein längeres Fruchtbarkeitsfenster hätten und ihr Körper länger Hormone produzieren könnte, die den Menstruationszyklus regulieren und die Gesundheit von Muskeln, Skelett, Sexualorganen und Herz-Kreislauf-Systemen unterstützen. Die Magie, auf die die Forscher hinarbeiten, besteht darin, dass sie in der Lage sind, eine unreife Zelle zur Reife zu bringen. Aber dazu müssen wissen, welche Moleküle diesen Prozess steuern.
Das Team nutzte eine relativ neue Technologie, die so genannte räumliche Transkriptomik, um die gesamte Genaktivität – und wo sie auftritt – in Gewebeproben zu verfolgen. Dies geschieht durch das Ablesen von RNA-Strängen, die wie Notizen des DNA-Strangs sind, und Aufschluss darüber geben, welche Gene gerade abgelesen werden. In Zusammenarbeit mit einer Organbeschaffungsorganisation führten die U-M-Forscher die RNA-Sequenzierung von Eierstöcken von fünf menschlichen Spendern durch. Dies war laut Shikanov das erste Mal, dass die Forscher Eierstockfollikel und Eizellen gezielt untersuchen und eine Transkriptionsanalyse durchführen konnten, die es ihnen ermöglicht zu sehen, welche Gene aktiv sind.
Die Mehrzahl der bereits bei der Geburt vorhandenen Eierstockfollikel gelangen nie in den Wachstumspool und zerstören sich schließlich selbst. Mit diesen neuen Daten können die Forscher anfangen, zu verstehen, was eine gute Eizelle ausmacht – was bestimmt, welche Follikel wachsen, einen Eisprung haben, befruchtet werden und zu einem Baby werden.Die Arbeit der U-M ist Teil des Human Cell Atlas-Projekts, das darauf abzielt, „Karten aller verschiedenen Zellen, ihrer molekularen Eigenschaften und ihrer Lage zu erstellen, um zu verstehen, wie der menschliche Körper funktioniert und was bei Krankheiten schief läuft.“ Shikanov, Li und U-M-Mitarbeiter wie Sue Hammoud, U-M Associate Professor für Humangenetik und Urologie, kartieren andere Teile des weiblichen Fortpflanzungssystems, darunter die Gebärmutter, die Eileiter und die Eierstöcke.
