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Eizellen hergestellt aus Stammzellen, die aus menschlichen Ovarien isoliert wurden
US-Forschern gelang es, Stammzellen aus den Eierstöcken von Frauen im reproduktiven Alter zu isolieren und daraus Eizellen zu machen, die sich normal zu verhalten schienen. Die Entdeckung, online veröffentlicht in Naturmedizin bestätige am Wochenende die Ergebnisse früherer Studien, die darauf hindeuten, dass Frauen im Erwachsenenalter weiterhin neue Eier produzieren und die traditionell vertretene Ansicht, dass sie mit einer endlichen Anzahl von Eiern geboren wurden, die im Laufe ihrer Reproduktionsjahre allmählich abnahm, zunichte machten. Die Hoffnung ist, dass die Studie zu neuen Wegen führt, um unfruchtbaren Frauen zu helfen.
Studienleiter Dr. Jonathan Tilly, Direktor des Vincent Center for Reproductive Biology und Leiter der Forschung in der Vincent Abteilung für Geburtshilfe und Gynäkologie am Massachusetts General Hospital (MGH) in Boston, sagte der Presse, sie fühlen ihre Studie deutlich zeigt, dass während ihrer reproduktives Leben, eine Frau Eierstöcke enthalten Stammzellen in der Lage, neue Eier zu machen.
"Die Entdeckung von Oozyten-Vorläuferzellen in erwachsenen menschlichen Ovarien, gepaart mit der Tatsache, dass diese Zellen die gleichen charakteristischen Merkmale ihrer Maus-Gegenstücke aufweisen, die voll funktionsfähige Eier produzieren, öffnet die Tür für die Entwicklung von beispiellosen Technologien, um Unfruchtbarkeit bei Frauen und vielleicht sogar zu überwinden das Timing des Eierstockversagens zu verzögern ", sagte Tilly, der auch Professor für Geburtshilfe, Gynäkologie und Reproduktionsbiologie an der Harvard Medical School ist.
In 2004, Natur veröffentlichte eine bahnbrechende Mausstudie, ebenfalls von Tilly und seinem Team, die die seit etwa einem halben Jahrhundert bestehende traditionelle Sichtweise, dass weibliche Säugetiere mit einem begrenzten Vorrat an Eiern geboren werden, die während ihrer Fortpflanzungsjahre bis dahin verbraucht wurden, in Frage stellte sind keine Menopause übrig.
Eine weitere Follow-up-Studie veröffentlicht in Zelle Ein Jahr später zeigten Knochenmark- oder Blutzelltransplantate die Wiederherstellung der Eizellproduktion bei erwachsenen Mäusen, deren Fertilität durch Chemotherapie zerstört worden war.
Die beiden Studien öffneten die Tür zu der umstrittenen alternativen Sichtweise und wurden später durch weitere Erkenntnisse von MGH und anderen Teams auf der ganzen Welt gestärkt.
Zum Beispiel im Jahr 2007 in der Zeitschrift für klinische Onkologieberichtete das MGH-Team, dass weibliche Mäuse, die Knochenmarktransplantationen erhielten, nachdem ihre Eier durch Chemotherapie zerstört worden waren, schwanger wurden und Jungen hervorbrachten, die die Gene ihrer Mütter und nicht die der Knochenmarkspender trugen.
Und ein 2009 Nature Zellbiologie Englisch: bio-pro.de/en/region/stern/magazin/...1/index.html Wie ein Team an der Shanghai Jiao Tong Universität in China isolierte, eiproduzierende Stammzellen (Oozyten - produzierende Stammzellen oder OSCs) von erwachsenen Mäusen in weibliche Mäuse transplantierte, deren Eier durch Chemotherapie zerstört worden waren, und zeigte, wie Stammzellen produzierten neue reife Eizellen, aus denen neue Eier befruchtet wurden und sich zu gesunden Welpen entwickelten.
Unabhängige Bestätigung, dass die Eierstöcke von erwachsenen Mäusen OSCs enthalten, kam in einer anderen Veröffentlichung in Differenzierung in 2010.
Aber Tilly ist der erste, der darauf hinweist, dass diese Studien erhebliche Einschränkungen aufwiesen, obwohl sie zweifellos zeigten, dass OSC-Zellen in den Eierstöcken erwachsener weiblicher Säugetiere vorkommen.
Diese Einschränkungen ließen immer noch die Frage offen, ob der OSC-Pool bei Erwachsenen noch erneuert werden könnte.
Eine der Einschränkungen ist, was Tilly als den "relativ primitiven Ansatz" beschreibt, der verwendet wurde, um OSCs in der Studie von 2009 aus China zu isolieren, eine Methode, die "oft zur Kontamination erwünschter Zellen durch andere Zelltypen führt".
Mit dieser neuesten Studie haben sich Tilly und sein Team mit dieser Einschränkung beschäftigt, indem sie eine präzisere Methode zur Sortierung von Zellen zur Isolierung von OSCs ohne Kontamination durch andere Zelltypen entwickelt und validiert haben.
Eine Art, wie Forscher Zellen aus Gewebe, das viele Zelltypen enthält, isolieren, ist ein "Marker" -Protein zu finden, das eindeutig durch die Zielzellen und nicht durch andere Zellen exprimiert wird. Wenn das gleiche Protein auf der Oberfläche anderer Zelltypen existiert, besteht die Gefahr, dass diese anderen unerwünschten Arten neben den gewünschten isoliert werden.
Die chinesischen Forscher im Jahr 2009 Nature Zellbiologie Die Studie hatte ein Protokoll verwendet, das auf der Expression eines Markerproteins namens Ddx4 oder Mvh beruhte. Aber das war vorher nur im Zytoplasma (der inneren Substanz) von Oozyten gefunden worden. Dies widersprach früheren Studien, die nur oberflächenexprimierte Proteine ??untersucht hatten.
Durch den Einsatz von "Fluoreszenz-aktivierter Zellsortierungstechniken" auf dem neuesten Stand der Technik bestätigte das MGH-Team, dass Ddx4 zwar tatsächlich in den Oozyten vorkommt, aber auch auf der Oberfläche einer besonders seltenen und spezifischen Gruppe von Ovarzellen, die sie besitzen könnte auch verschiedene andere genetische Marker und Tests identifizieren, um zu bestätigen, dass sie OSCs waren.
In einem der Bestätigungstests nahmen sie grün fluoreszierendes Protein (GFP) -markierte Maus-OSCs und injizierten sie in die Eierstöcke von normalen erwachsenen weiblichen Mäusen.
Einige Monate später, als sie die Eierstockfollikel der injizierten Mäuse untersuchten, fanden sie zwei Arten von Oozyten: einige mit dem markierten Protein und einige ohne.
Sie fanden auch fluoreszenzmarkierte und unmarkierte Oozyten in Zellgruppen, die aus den Eileitern der Mäuse herausgespült wurden, nachdem sie zum Eisprung angeregt worden waren.
In einem weiteren Schritt nahmen die Forscher die ausgespülten fluoreszenzmarkierten Eizellen, befruchteten sie in einem "Reagenzglas" und zeigten, dass sie Embryonen produzierten, die sich bis zum Schlüpfen der Blastozyste entwickelten, ein Punkt, der normalerweise verwendet wird, um eine normale Entwicklung zu zeigen.
Mit diesem Ansatz zeigte das MGH-Team, dass es nicht notwendig war, die Eierstöcke der Mäuse vor dem Einführen der neuen OSCs mit einer toxischen Chemotherapie zu schädigen.
Nachdem ihre Experimente zeigten, dass es bei Mäusen lebensfähig war, versuchten Tilly und Kollegen ihre neue Sortiermethode, um OSCs aus menschlichen Eierstöcken zu isolieren.
Die menschlichen Eizellen, die auf diese Weise hergestellt wurden, haben nicht nur die gleichen genetischen und Wachstumseigenschaften wie die Mauseier, sie sahen auch wie menschliche Eizellen aus und hatten die gleichen Genexpressionsmuster, einige von ihnen hatten nur die Hälfte des genetischen Materials andere Zellen des Körpers. Dies zeigte, dass die Eizellen Meiose durchlaufen hatten, die Zellteilung, die normalerweise in reifen Eiern und Spermien zu sehen ist, wenn sie sich auf die Befruchtung vorbereiten (wenn die Hälfte des genetischen Materials von der Mutter mit der Hälfte des genetischen Materials vom Vater hergestellt wird) ein vollständiger Satz genetischen Materials).
Die Studie beschreibt ein abschließendes Experiment mit den menschlichen Eiern, bei dem Tilly und Kollegen biopsiertes menschliches Ovargewebe nahmen, es mit markierten humanen OSCs injizierten und es direkt unter die Haut von Mäusen mit Immundefizienz verpflanzten (damit sie das fremde Gewebe nicht abstoßen würden) ).
Wenn sie die Transplantate ein bis zwei Wochen später untersuchten, fanden sie menschliche Follikel mit markierten Oozyten (diese könnten vorhanden gewesen sein, als das Gewebe transplantiert wurde) und auch unmarkierte Oozyten, die von den injizierten humanen OSC stammen müssen.
Tilly sagte, diese Experimente seien "ein entscheidender Beweis dafür, dass menschliche OSCs, die wieder in das menschliche Eierstockgewebe eingeführt wurden, ihre erwartete Funktion zur Erzeugung neuer Oozyten, die von Wirtszellen eingeschlossen werden, bilden, um neue Follikel zu bilden".
"Diese Ergebnisse sind genau das, was wir sehen, wenn wir die gleichen Experimente mit GFP-exprimierenden Maus-OSCs durchführen, und GFP-exprimierende Mäuse-Oozyten, die auf diese Weise entwickelt werden, entwickeln sich zu voll funktionsfähigen Eiern", fügte er hinzu.
Er wies darauf hin, dass diese neueste Studie drei "Schlüsselbeweise" liefert, die jene Skeptiker ihrer früheren Arbeit verlangt haben.
Zuerst entwickelten und "validierten" sie ein Protokoll, um OSCs aus den Eierstöcken erwachsener Säugetiere zu sortieren und zuverlässig zu reinigen. Dies bewies, dass die Zellen existieren.
Zweitens testeten sie die Funktion der Eizellen, diese in Mäusen produzierten Oozyten, und zeigten dann, dass sie befruchtet werden können und zu gesunden Embryonen führen.
Und drittens identifizierten und charakterisierten sie das Äquivalent beim Menschen.
Sie folgern:
"So besitzen Eierstöcke von Frauen im Fortpflanzungsalter, die erwachsenen Mäusen ähnlich sind, seltene mitotisch aktive Keimzellen, die in vitro vermehrt werden können und Oozyten bilden in vitro und in vivo."
Tilly und Kollegen untersuchen nun mehrere der zahlreichen möglichen klinischen Anwendungen ihrer Ergebnisse. Dazu gehören: die Einrichtung von menschlichen OSC-Banken, die Identifizierung von Hormonen, die die Herstellung von Eiern aus menschlichen Eizellenzellen beschleunigen können, die Entwicklung von reifen menschlichen Eiern im Reagenzglas und andere Möglichkeiten zur Verbesserung von Unfruchtbarkeitsbehandlungen wie IVF.
Geschrieben von Catharine Paddock
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