Maus: Eizellen aus Stammzellen hergestellt

Kyoto – Nachdem es japanischen Forschern im letzten Jahr gelungen war, Stammzellen der Maus in Spermienvorläufer zu differenzieren, ist ihnen das gleichen Kunststück jetzt mit weiblichen Keimzellen gelungen. In Science (2012; doi: 10.1126/science.1226889) berichten sie über die Generierung von Eizellen. Nach einer künstlichen Befruchtung wurden die Embryonen erfolgreich ausgetragen.

Die Generierung von Keimzellen aus Stammzellen galt als besonders schwierig, da diese Zellen während der Differenzierung zu Spermien oder Eizellen einer Reifeteilung (Meiose) unterzogen werden müssen, in der sich der Chromosomensatz halbiert. Doch dies scheint nur eine Frage der richtigen Mischung von Wachstumsfaktoren und Botenstoffen zu sein. Werden sie zur geeigneten Zeit der Nährstofflösung zugesetzt, entwickeln sich in der Petrischale embryonale Stammzellen oder auch induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) bereitwillig in primordiale Keimzellen („Urgeschlechtszellen“). Sie sind der Ausgangspunkt für die Spermatogenese im Hoden und die Oozytogenese im Eierstock.

Dies hatten Katsuhiko Hayashi von der Universität Kyoto und Mitarbeiter im letzten Jahr in Cell (2011; 146: 519–532) bereits für Spermienvorläufer zeigen können. Jetzt wiederholten sie das Kunststück für Eizellvorläufer. Der Aufwand war allerdings ungleich größer. Während die in der Petrischale generierten Spermienvorläufer nur in den Hoden von infertilen Mäusen injiziert werden mussten, verlangen Eizellvorläufer nach einer spezielleren Umgebung.

Das japanische Team differenzierte die Stammzellen (iPS oder embryonale Stammzellen) zunächst in Vorläuferkeimzellen (primordial germ cell–like cells). Diese wurden dann im Labor mit fetalen Ovarialzellen zusammengebracht, die die Forscher zunächst anderen Mäusen entnommen hatten. Beide bildeten noch in vitro ein „rekonstituiertes Ovar“. In ihm wurden die Oozyten auf die abschließende Meiose vorbereitet. Diese erfolgte dann nach Implantation des Ovars in eine Maus.

Innerhalb von vier Wochen reifte dort eine befruchtungsfähige Eizelle heran. Die For­scher entnahmen sie für eine In-vitro Fertilisation. Nach der künstlichen Befruchtung wurde der Embryo einer Leihmuttermaus implantiert. Diese brachte nach drei Wochen einen gesunden Wurf zur Welt. Die Mäuse sind inzwischen ausgewachsen und selbst wieder fruchtbar, wie Hayashi versichert.

Während aus Stammzellen gezüchtete Spermien eine realistische klinische Behand­lungs­methode männlicher Infertilität ist, die allerdings noch nirgends am Menschen versucht wurde, dürften die technischen und ethischen Hürden bei den Eizellen zu hoch sein. Wenn eine Insuffizienz des Ovars Ursache der Infertilität wäre, würde für die Reifung im „rekonstituierten Ovar“ eine Organspenderin benötigt. Hinzu käme eventuell noch eine Leihmutter, so dass am Ende drei Frauen beteiligt wären.

rme