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Die Baby-Maus, die mithilfe des "bioprosthetischen Eierstocks" geboren wurde, neben ihrer Mutter.
Die Baby-Maus, die mithilfe des "bioprosthetischen Eierstocks" geboren wurde, neben ihrer Mutter.(Foto: Teresa K. Woodruff)
Donnerstag, 18. Mai 2017

Fruchtbarkeit wiederhergestellt: Eierstöcke mit 3D-Drucker produziert

Hoffnung für Frauen, deren Eierstöcke geschädigt sind: Forscher haben im 3D-Drucker funktionsfähige Eierstöcke von Mäusen hergestellt. Die Tiere bekamen fruchtbaren Nachwuchs und auch der konnte sich wieder vermehren.

Erstmals haben Forscher per 3D-Drucker funktionsfähige Eierstöcke von Mäusen produziert. Nach der Transplantation entwickelten die weiblichen Tiere ohne jegliche weitere Behandlung Eizellen, die auf natürliche Weise befruchtet wurden. Auch der Nachwuchs war fruchtbar, wie das Team um Teresa Woodruff und Ramille Shah von der Northwestern University in Chicago im Fachblatt "Nature Communications" schreibt. Mit dem Ansatz könne man künftig die Fruchtbarkeit von Frauen etwa nach einer Chemotherapie erhalten oder wiederherstellen.

Gerade Krebsbehandlungen könnten die Funktion der Eierstöcke beeinträchtigen, schreibt das Team. Dann brauche man einen Ersatz für das Organ, der langfristig dessen Fruchtbarkeit und hormonelle Funktion erhalte. Um dies zu erreichen, suchten die Forscher nach dem optimalen Stützgerüst: Es muss stabil genug sein, um die Operation zu überstehen, und porös genug, damit es sich mit dem umliegenden Körpergewebe verbinden kann.

Gerüstarchitektur für Überleben der Follikel entscheidend

Gerüst für Maus-Eierstock aus Gelatine.
Gerüst für Maus-Eierstock aus Gelatine.(Foto: Teresa K. Woodruff)

Als Material verwendeten die Wissenschaftler schließlich Gelatine, von der sie bei einer bestimmten Temperatur mehrere Schichten übereinanderlegten. Dabei ordneten sie die Schichten in einem bestimmten Abstand zueinander an und so, dass sich die Gelatinestränge in Winkeln von 60 Grad überlagerten. Dieses Gerüst bot den Follikeln - also jenen Strukturen, an deren Innenwand Eizellen reifen - die besten Bedingungen. "Die Studie zeigt erstmals, dass die Gerüstarchitektur für das Überleben der Follikel entscheidend ist", sagt Shah, eine der Studienleiterinnen.

Nach etlichen Voruntersuchungen im Labor pflanzten die Forscher die mit 40 bis 50 Follikeln versehenen künstlichen Eierstöcke Mäusen ein, denen diese Organe zuvor entfernt worden waren. Schon nach etwa einer Woche waren die Implantate ohne jegliche weitere Behandlung an Blutgefäße angeschlossen, nach etwa drei Wochen war die Verbindung voll ausgeprägt. "Die Verteilung und Dichte der Blutgefäße ähnelte der von normalen Eierstöcken", schreiben die Autoren. Im Blut der Mäuse fanden die Forscher anschließend von den Follikeln gebildete Hormone, etwa das Anti-Müller-Hormon (AMH).

Erste Schritte zu menschlichen Eierstock-Prothesen

Mikroskop-Aufnahme eines unreifen Maus-Eies, umgeben von unterstützenden Zellen, in einem Gerüst mit mehreren Gelatine-Schichten.
Mikroskop-Aufnahme eines unreifen Maus-Eies, umgeben von unterstützenden Zellen, in einem Gerüst mit mehreren Gelatine-Schichten.(Foto: Teresa K. Woodruff)

Nach der Paarung mit männlichen Tieren brachten drei von insgesamt sieben Eierstock-Empfängerinnen Nachwuchs zur Welt - ohne dass sie vorher hormonell oder anderweitig stimuliert wurden. Die männlichen und weiblichen Nachkommen konnten sich ihrerseits auch wieder vermehren. "Die aus den Eierstock-Prothesen entstandenen Jungtiere entwickelten sich normal, mit eigener Reproduktionsfähigkeit, da sie alle in der Lage waren, gesunden Nachwuchs zu zeugen oder zur Welt zu bringen", schreibt das Team. "Die hier entwickelten Verfahren sind die ersten Schritte, um einen Ansatz für menschliche Eierstock-Prothesen zu entwickeln."

Der große Vorteil des 3D-Verfahrens liege darin, dass man die Gerüstgröße individuell je nach Alter und Größe einer Patientin anpassen könne, betonen die Forscher. In Zukunft könne man diese Gerüste dann mit Eierstockgewebe der jeweiligen Frau oder aber mit daraus entwickelten Stammzellen versehen. Zudem könne man das Gerüst zusammen mit Blutgefäßen im 3D-Drucker anfertigen. "Die Studie zeigt, dass diese Eierstock-Prothesen langfristig und dauerhaft funktionieren", wird Woodruff in einer Mitteilung ihrer Universität zitiert.

"Die Studie liefert einen Fingerzeig, wie man durch 3D-Druck eine biokompatible Stützmatrix im Submillimeterbereich derart strukturieren kann, dass sich so komplexe zelluläre Gebilde wie Follikel dort ansiedeln können", sagt Arne Skerra vom Lehrstuhl für Biologische Chemie der Technischen Universität München, der an der Arbeit nicht mitwirkte. Von einer Anwendung beim Menschen sei diese Grundlagenforschung aber noch weit entfernt.

Quelle: n-tv.de

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