Verbesserte Fruchtbarkeitsbehandlungen durch Stammzellen

Eine unerwartet vielseitige und regenerative Stammzelle in frühen Embryonen könnte der Schlüssel zur Entwicklung neuer wirksamer Fruchtbarkeitsbehandlungen sein, so eine neue Studie der Universität Kopenhagen an Mäusen.

Erfolgsquote bei Kinderwunschbehandlungen meist niedrig

Die Schwangerschaft ist ein sehr komplizierter Prozess. Zunächst muss eine Samenzelle ihren Weg finden und eine Eizelle im Eileiter befruchten, woraufhin die Eizelle beginnt, sich zu teilen. Nach etwa fünf Tagen wird die Eizelle zu einer Blastozyste, die sich schließlich zu einem Fötus entwickelt. Für immer mehr Menschen wird es jedoch immer schwieriger, ihre Fruchtbarkeit zu erreichen, da verschiedene Faktoren die Qualität der Spermien oder der Eizellen beeinträchtigen und zudem Probleme bei der Einnistung des Embryos in die Gebärmutter auftreten. immer mehr Menschen suchen Hilfe bei der Zeugung von Kindern durch Fruchtbarkeitsbehandlungen, die bei einer von acht Schwangerschaften zum Einsatz kommen. Die Erfolgsquote der Behandlungen ist jedoch nach wie vor gering und liegt je nach Alter und Fruchtbarkeit der Frau bei etwa 20-30 %. Jetzt haben Forscher der Universität Kopenhagen einen Durchbruch erzielt, der in Zukunft zu erfolgreicheren Fruchtbarkeitsbehandlungen führen könnte.

Die Forscher, rund um Doktorandin und Erstautorin der Studie Madeleine Linneberg-Agerholm, untersuchen Zellen im Mäuseembryo, das so genannte primitive Endoderm, auch bekannt als Hypoblast. Sie haben festgestellt, dass diese Zellen einzigartig sind und selbständig einen Embryo erzeugen können. Dies ist besonders interessant, da eine kürzlich durchgeführte Studie darauf hindeutet, dass das primitive Endoderm der einzige Zelltyp im Embryo ist, der in klinischen Studien mit einem hohen Implantationserfolg in Verbindung gebracht wird. Laut Linneberg-Agerholm würden diese Zellen für gewöhnlich einen normalen Embryo nur ernähren und unterstützen, aber wenn sie isoliert werden, können sie einen Embryo eigenständig neu bilden, was ein sehr überraschender Befund ist.

Die Forscher fanden auch heraus, dass sich Stammzellen aus dem primitiven Endoderm, die im Labor gezüchtet wurden, in einer Schale zu „stammzellbasierten Embryomodellen“, den so genannten Blastoiden, mit sehr hoher Effizienz entwickeln. Diese Embryomodelle haben das Potenzial, sehr wichtige Werkzeuge zu sein, die zur Entdeckung neuer Medikamente zur Verbesserung der IVF-Ergebnisse verwendet werden können. Dies könnte laut den Forschern besonders wichtig sein, um die derzeitigen Behandlungen für Unfruchtbarkeit zu verbessern, da Plastizität und Robustheit das Geheimnis dafür sein könnten, dass Embryonen die anormalen Umweltbedingungen im Labor und bei der Übertragung auf die Mutter überleben können. Die Studie wurde an Mäusen durchgeführt, aber die Forscher, die hinter der Studie stehen, prüfen bereits, ob sie ähnliche Untersuchungen an menschlichen Stammzellen durchführen können.

Verbesserung von Endoderm-Stammzellen, um Schwangerschaftschancen zu erhöhen

Wenn sich ein Embryo zu entwickeln beginnt, handelt es sich um eine einzelne Zelle, die dann zu einem Zellhaufen wird, wobei die äußeren Zellen die künftige Plazenta bilden und die inneren Zellen entweder das primitive Endoderm, den künftigen Dottersack, oder den Epiblast, aus dem der Embryo selbst entsteht. „Der letzte Schritt der Blastozystenentwicklung ist das primitive Endoderm. Und wenn man alles um das primitive Endoderm herum entfernt, ‚erinnert‘ sich das primitive Endoderm irgendwie daran, wie man einen Embryo erzeugt, und es kann es selbst tun“, erklärt Professor Joshua Brickman, Hauptautor der Studie. Die Forscher zeigen auch, dass sich diese Zellen im primitiven Endoderm daran erinnern, wie sie die anderen Zelltypen bilden, da sie Transkriptionsfaktoren haben, die wie Lesezeichen auf der DNA an wichtigen regulatorischen Sequenzen (Enhancern) sitzen. An diesen Stellen tun diese Faktoren normalerweise nichts, können sich aber daran erinnern, was zu tun ist, wenn es ein Problem gibt.

Die Forscher hoffen, dass ihre Ergebnisse Aufschluss darüber geben können, wie die Chancen auf eine erfolgreiche IVF-Behandlung erhöht werden können. Aber auch, um mehr darüber zu erfahren, warum manche Menschen Schwierigkeiten haben, überhaupt schwanger zu werden. In Fällen, in denen Frauen Schwierigkeiten haben, schwanger zu werden, könnte auch ein Defekt im primitiven Endoderm die Ursache sein, da es nicht nur Nährstoffe liefert, sondern auch eine wichtige Rolle bei der Reparatur von Schäden spielen könnte. Vorerst werden sich die Forscher darauf konzentrieren, mehr über die Funktionen des primitiven Endoderms zu erfahren, und sich darauf zu konzentrieren, wie sie ihre vorhandenen menschlichen primitiven Endoderm-Stammzellen verbessern können.