Ein Meilenstein in der Reproduktionsmedizin. Foto: Unsplash/ Ousa Chea

Prof. Thomas Skutella: Ein Meilenstein in der Reproduktionsmedizin

Für viele Frauen ist es ein schweres Schicksal, wenn sie keine Kinder bekommen können.

Auch moderne Methoden der In-vitro-Fertilisation können manchen Frauen nicht helfen. Zum Beispiel helfen keine LH- oder FSH-Stimulanzien, wenn eine Frau sogenannte polyzystische Ovarien (PCO), Endometriose oder sogar das ovarielle Low-Responder-Syndrom hat. Zu wenige oder keine Eizellen können sich durch IVF aus dem Ovar entwickeln. Die bisherige Diagnose lautete unfruchtbar.

 

Durchbruch nach mehr als zehn Jahren intensiver Forschung

Dank neuer Forschungen kann jetzt – in einigen Fällen – geholfen werden. Das Labor von Prof. Dr. Thomas Skutella, Professor für Zellbiologie an der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, hat in einem vom BMBF geförderten Kooperationsprojekt mit Prof. Irma Virant-Klun vom Universitätsklinikum in Ljubljana, Slowenien, nach mehr als 10 Jahren intensiver Forschung an weiblichen Oozyten einen Durchbruch geschafft.

Bei IVF-Patientinnen gibt es einen Anteil von etwa 15 – 20 % an unreifen Follikeln, die Keimbläschen (KB) genannt werden. Bisher konnten diese Keimbläschen nicht befruchtet werden und werden daher ausgesondert. Mit einer neuen Methode der sogenannten „In-vitro-Maturation“, kurz IVM, können die Progenitorzellen der Follikel jedoch in der Petrischale künstlich zur Reife gebracht werden.

 

Verfahren kann auch bei Krebspatientinnen angewendet werden

Die Forschungsgruppe um Prof. Skutella zeigte, dass es möglich ist, den In-vitro-Prozess der menschlichen Oozytenmaturation in einer Co-Kultur mit Kumuluszellen von reifen Eizellen derselben Frau zu verbessern, um ein klinisch erfolgreicheres und sichereres zukünftiges Verfahren zu generieren.

Dieses Verfahren kann auch bei Krebspatientinnen angewendet werden, die sich einer Chemotherapie oder Strahlentherapie unterziehen, um ihre Fruchtbarkeit zu erhalten. In diesen Fällen wird das Material vor der Therapie entfernt und künstlich gereift. Es ist nicht mehr notwendig, dass die Patientinnen wie bisher wertvolle Zeit warten müssen, bis durch In-vivo-Stimulation reife Oozyten gewonnen werden können.

 

Besseres Verständnis der molekularen Grundlagen der weiblichen Fruchtbarkeit

Die Forschungsgruppen von Prof. Skutella und Virant Klun arbeiten derzeit daran, die Rate der Oozytenmaturation in Gonadotropinen (FSH, hCG und AMH) im Verhältnis zum Alter der Oozytenspender auf Einzelzellenebene besser zu verstehen. Sie untersuchen die Expression von Transkriptionsfaktoren, die zuvor in einer Pilotstudie zur In-vitro-Maturation menschlicher Oozyten identifiziert wurden, einschließlich der oozytenspezifischen Gene FIGLA und H1FOO in einzelnen in-vitro gereiften Eizellen. Darüber hinaus analysieren die Forschungsgruppen den Einfluss von Gonadotropinen und dem weiblichen Alter auf die Regulationsmechanismen von miRNAs auf die Expression von Transkriptionsfaktoren und anderen wichtigen identifizierten Genen in einzelnen Oozyten und vergleichen die exosomale miRNA von in-vivo und in-vitro gereiften Oozyten. Sie erwarten, dass die Ergebnisse ein besseres zukünftiges Verständnis der molekularen Grundlagen der weiblichen Fruchtbarkeit liefern und eine Grundlage für die mögliche Entwicklung neuer Medikamente und Therapien zur Stimulation der Ovarialhormone bei IVM bilden werden.

 

Qualität der menschlichen Eizelle bestimmt den Erfolg der Fertilisation

Ein weiterer Durchbruch in der Reproduktionsmedizin ist die Möglichkeit der genetischen Präimplantationsdiagnostik. Kinderlose Paare gehen oft einen langen Leidensweg von unzähligen IVF-Versuchen. Ein Grund, warum die In-vitro-Fertilisation oft scheitert, ist die schlechte Qualität der befruchteten Oozyten. Schlechte Qualität heißt in der medizinischen Fachsprache Aneuploidie, also schwerste Chromosomenstörungen, die nicht lebensverträglich sind. Von „außen“ kann aufgrund der Morphologie die Qualität des Eis oft nicht erkannt werden, was dazu führen kann, dass der gesamte Prozess der künstlichen Befruchtung und Implantation praktisch vergeblich durchgeführt wird.

Die Qualität der menschlichen Eizelle bestimmt den Erfolg der Fertilisation und beeinflusst die daraus resultierende Embryonalentwicklung, Schwangerschaft und Geburt. Sie dient damit als Grundlage für die menschliche Fortpflanzung und Fruchtbarkeit. Die Möglichkeit, die Qualität der Oozyten im Rahmen des In-vitro-Fertilisationsprogramms zu bewerten, ist sehr eingeschränkt.  Abgesehen von der Beurteilung des Aussehens des Oozyten haben die Ärzte keine weiteren Kriterien zur Verfügung.

Entwicklung neuartiger Behandlungsparadigmen

Genexpressionsprofile von einzelnen Oozyten bieten neue und klarere Einblicke in die Qualität und Genese der Oozyten und werden in naher Zukunft in die klinische Praxis einfließen.
Die Ergebnisse sollen neue grundlegende Informationen über den menschlichen Oozyten, seine Vielfalt und ein tieferes Verständnis der molekularen Mechanismen der menschlichen Eizelle während der In-vitro-Maturation liefern. Letztendlich trägt dies auch zur Entwicklung neuartiger Behandlungsparadigmen und zur genaueren Erhaltung der Fruchtbarkeit bei Krebspatientinnen bei. (red)

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