Ovar aus dem 3D-Drucker erhält Fertilität von Mäusen

Chicago – US-Forscher haben mit einem 3D-Drucker ein künstliches Ovar aus Gelatine­fäden hergestellt, das nach der Besiedelung mitFollikeln und einer Implantation bei Mäusen die Hormonfunktion des Ovars übernahm. Laut dem Bericht in Nature Communications (2017; doi: 10.1038/ncomms15261) kam es zur Freisetzung von Eizellen, die auf natürliche Weise befruchtet wurden. 

Viele Krebstherapien zerstören die Ovarien. Dies hat vor allem für junge Mädchen schwerwiegende Folgen, da es ohne Ovarfunktion nicht zur Pubertät kommt und sie als Frauen keine Kinder bekommen können. Die Pubertät kann heute zwar durch Hormongabe induziert werden und die Kryokonservierung von Eizellen kann die Option auf einen späteren Kinderwunsch erhalten. Ein künstliches Ovar, das nach der Krebstherapie mit den Eizellen besiedelt und implantiert würde, könnte für die betroffenen Frauen jedoch eine „natürlichere“ Lösung sein.

Einem Team um Teresa Woodruff von der Northwestern University ist jetzt ein erster wichtiger Teilerfolg gelungen. Das Team stellte mithilfe eines 3D-Druckers ein Gerüst aus Gelatinefäden her, das von den Follikeln des natürlichen Ovars als neue Heimat angenommen wurde. Der 3D-Drucker ermöglichte es den Forschern, die Porengröße an die Erfordernisse von unreifen Follikeln anzupassen, die einen Durchmesser von 100 µm haben, und ihnen gleichzeitig die Möglichkeit zu geben, sich zu sekundären Follikeln zu entwickeln, die zwischen 150 und 180 µm groß sind. Das Überleben der Follikel hing, wie die Forscher schreiben, in hohem Maße davon ab, ob sie Kontakt zu mehreren Gelatinefäden hatten, an denen sie mit Aktinfäden hafteten, die von den Stromazellen des Follikels gebildet wurden. 

Nach wenigen Tagen begannen die Theka- und Granulosazellen mit der Produktion von Estradiol. Den Forschern gelang es auch, die einzelnen Follikel zur Reifung zu veranlassen und am Ende eine Eizelle freizusetzen. Danach bildete sich ein Gelbkörper, der Progesteron freisetzt.

Schließlich wurden künstliche Ovarien nach der Besetzung mit 40 bis 50 Follikeln in weibliche Mäuse implantiert, deren natürliches Ovar die Chirurgen zuvor entfernt hatten. Innerhalb einer Woche wuchsen Blutgefäße in das Ovar. Damit war eine wichtige Voraussetzung für die Integration des Ovars in die hormonelle Steuerung des Zyklus gegeben: Die Östrogene der Follikel bereiten die Gebärmutter auf die Schwangerschaft vor, deren Erhalt dann zunächst vom Progesteron des Gelbkörpers abhängt. Das Ovar ist zudem eingebunden in die hormonelle Steuerung von Hypothalamus und Hypophyse, mit denen ein intensiver Informationsaustausch erfolgt.

Der Erfolg der Implantation zeigte sich, als die Tiere im Käfig mit zeugungsfähigen Männchen zusammengebracht wurden. Von sieben Tieren wurden drei trächtig. Es kam zur Geburt von Jungtieren, deren Herkunft von den transplantierten Ovarien die Forscher anhand eines genetischen Markers belegen konnten. Die Muttertiere waren auch in der Lage, ihren Wurf mit Milch zu versorgen, was bei Mäusen einen intakten Gelbkörper in dem künstlichen Ovar voraussetzt, da das dort produzierte Progesteron den Anstoß für die Prolaktinbildung gibt.

rme