Sperma aus Stammzellen bietet Hoffnung in Fällen von männlicher Unfruchtbarkeit

Englisch: bio-pro.de/en/region/stern/magazin/...3/index.html In einem Labor von Wissenschaftlern in China wurden funktionierende Spermien hergestellt, die eines Tages für die Behandlung von Unfruchtbarkeit bei Männern verwendet werden könnten Zellstammzelle.
Wissenschaftler haben Spermien geschaffen, die sich erfolgreich vermehren können.

Die Zentren für Krankheitskontrolle und Prävention (CDC) definieren Unfruchtbarkeit als "nicht in der Lage zu sein, [...] nach 1 Jahr ungeschützten Geschlechtsverkehrs schwanger zu werden".

Weltweit sind bis zu 15% der Paare kinderunfähig, wobei 1 von 3 Fällen auf männliche Unfruchtbarkeit zurückzuführen ist.

In den USA sind etwa 6% der verheirateten Frauen zwischen 15 und 44 Jahren nicht in der Lage, innerhalb eines Jahres schwanger zu werden, und etwa 12% aller amerikanischen Frauen zwischen 15 und 44 Jahren haben Schwierigkeiten, schwanger zu werden oder eine Schwangerschaft auszutragen.

Eine CDC-Studie aus dem Jahr 2002 ergab, dass männliche Unfruchtbarkeit bei 7,5% aller sexuell erfahrenen Männer unter 45 Jahren irgendwann Hilfe suchte, von denen 14% mit Spermien- oder Samenproblemen diagnostiziert wurden.

Männliche Unfruchtbarkeit resultiert häufig, weil Meiose nicht geschieht. Meiose ist eine Art von Zellteilung, die in den Vorläufer-Keimzellen in den Hoden auftritt. Ohne sie können sich funktionelle Samenzellen nicht bilden.

Erfolgreiche Meiose erstmals nachgewiesen

Wissenschaftler haben zuvor Keimzellen aus Stammzellen generiert, aber die Funktionalität der Keimzellen war nicht belegt, und es gab auch keinen Beweis für alle wichtigen Merkmale der Meiose.

• Varikozelen können dazu führen, dass überdimensionierte Venen an den Hoden des Mannes zu einer Überhitzung führen
• Diabetes, Mukoviszidose, Trauma, Infektion und Hodenversagen erhöhen das Risiko
• Exposition gegenüber Chemotherapie, Bestrahlung, Alkohol, Drogen oder Hormonpräparaten beitragen.

Erfahren Sie mehr über Unfruchtbarkeit

Erst vor kurzem hat eine Gruppe von Reproduktionsbiologen Goldstandard-Kriterien vorgeschlagen, um zu beweisen, dass die wichtigsten Ereignisse der Meiose in gentechnisch veränderten Keimzellen stattgefunden haben.

Akzeptable Beweise umfassen den Nachweis, dass die DNA in bestimmten meiotischen Stadien den richtigen Kerngehalt hat, dass es eine normale Anzahl an Chromosomen gibt, dass die Chromosomen korrekt organisiert sind und dass die Keimzellen lebensfähige Nachkommen produzieren können.

Bisher hatten Wissenschaftler Schwierigkeiten, alle wesentlichen Schritte der Meiose erfolgreich abzuschließen.

Dies ist ein Haupthindernis bei der Herstellung funktioneller Spermien und Eizellen in vitro geblieben.

Die Entwicklung von Keimzellen auf diese Weise zu reproduzieren, war daher ein Hauptziel sowohl für Reproduktionsbiologen als auch für Reproduktionsmedizin.

Jetzt hat ein Forscherteam der Nanjing Medical University einen robusten Schritt-für-Schritt-Prozess durchgeführt, der nicht nur embryonale Stammzellen von Mäusen zu funktionellen Spermienzellen werden ließ, sondern diese auch in Eizellen injizierte, um fruchtbar zu werden Mausnachkommen.

Das Team begann damit, embryonale Stammzellen (ESCs) der Maus einem chemischen Cocktail auszusetzen, der dazu führte, dass die ESCs zu Urkeimzellen wurden.

Sperma führt zu zwei Generationen von Nachkommen

Als nächstes haben die Forscher die Zellen Hodenzellen - sowie Sexualhormonen wie Testosteron - ausgesetzt, um die natürliche Gewebeumgebung der Zellen wiederherzustellen.

Unter diesen Bedingungen kam es zu einer vollständigen Meiose, bei der spermienartige Zellen mit korrekter Kern-DNA und chromosomalem Inhalt produziert wurden. Bei Injektion in Maus-Eizellen entwickelten sich Embryonen. Das Team transferierte die Embryonen in weibliche Mäuse, wo sie normal vorankamen und gesunde, fruchtbare Nachkommen hervorbrachten, aus denen später die nächste Generation hervorging.

Co-Senior-Autor Jiahao Sha sagt: "Unsere Methode entspricht voll und ganz den Goldstandards, die kürzlich von einem Konsensus-Gremium für Reproduktionsbiologen vorgeschlagen wurden, so dass wir der Meinung sind, dass es eine große Chance für die Behandlung männlicher Unfruchtbarkeit darstellt."

Er addiert:

"Wenn sich unsere Plattform als sicher und effektiv für Menschen erweist, könnte sie potentiell voll funktionsfähige Spermien für künstliche Befruchtung oder In-vitro-Fertilisationstechniken produzieren. Da die derzeit verfügbaren Behandlungen für viele Paare nicht funktionieren, hoffen wir, dass unser Ansatz die Erfolgsraten erheblich verbessern könnte männliche Unfruchtbarkeit."

Basierend auf diesen Ergebnissen planen die Forscher, die molekularen Mechanismen, die die Meiose kontrollieren, zu untersuchen und ihre Herangehensweise an andere Tiere wie Primaten im Vorgriff auf menschliche Studien zu testen.

Damit die Technik jedoch zu einer klinischen Realität wird, müssen zunächst eine Reihe potenzieller Risiken und ethischer Bedenken hinsichtlich der Verwendung embryonaler Zellen angegangen werden.

Medizinische Nachrichten heute kürzlich über Forschungsergebnisse berichtet, die darauf hindeuten, dass ihre Spermien mit zunehmendem Alter mehr krankheitserregende Mutationen enthalten.

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