Für einige der Hunderttausenden von Frauen, bei denen jedes Jahr Krebs diagnostiziert wird, kann die Chemotherapie eine besonders bittere Pille sein: Dieselben Behandlungen, die ihr Leben retten könnten, können auch die Fähigkeit beeinträchtigen, Kinder zu bekommen.
Während die jüngsten Fortschritte bei Krebstherapien die Überlebensraten erheblich gesteigert haben, sind diese aggressiven Behandlungen häufig mit schwerwiegenden Komplikationen verbunden, einschließlich Ovarialversagen. Jetzt berichten Wissenschaftler auf der 34. Jahrestagung der Europäischen Gesellschaft für menschliche Fortpflanzung und Embryologie in Barcelona, dass ein künstlicher Eierstock, der menschliche Eier stützen kann, eines Tages dazu beitragen könnte, die Fähigkeit weiblicher Krebsüberlebender zur Empfängnis von Kindern zu erhalten.
Der künstliche Eierstock wurde von einem Forscherteam unter der Leitung von Susanne Pors, einer Biologin am Copenhagen University Hospital Rigshospitalet, entworfen und ausgeführt. Durch das Extrahieren des Eierstockgewebes einer Frau vor der Krebstherapie und das Entfernen bösartiger Zellen konnte Pors eine ausreichende Funktionalität aufrechterhalten, um das Wachstum und die Aufrechterhaltung menschlicher Follikel zu unterstützen, die unreife Eier tragen.
Krebs ist nach wie vor die häufigste Todesursache weltweit. Jedes Jahr werden bei Frauen über 6 Millionen neue Fälle diagnostiziert. Bis zu 10 Prozent von ihnen sind bei Frauen unter 45 Jahren. Die wirksamsten Behandlungen bestehen in der Regel aus Chemotherapie oder Strahlentherapie, bei denen schnell wachsende Krebszellen aus dem Körper entfernt werden. Diese Behandlungen haben jedoch immense Kollateralschäden zur Folge, und viele der empfindlicheren Gewebe, einschließlich der Eierstockfollikel, können neben den Tumoren abgewischt werden. Obwohl es möglich ist, nach einer Chemotherapie auf natürliche Weise zu schwanger zu werden, ist Unfruchtbarkeit keine Seltenheit, und viele Frauen suchen präventive Maßnahmen, um die Fähigkeit zu erhalten, biologische Kinder zu gebären.
Männer, die sich einer Behandlung unterziehen, bei der die Fruchtbarkeit beeinträchtigt wird, nutzen seit den 1970er Jahren die einfache, schnelle und kostengünstige Möglichkeit des Spermabankens. Im Gegensatz dazu sind die Möglichkeiten zur Erhaltung der Fruchtbarkeit bei Frauen logistisch herausfordernd und oft unerschwinglich. Sie kosten das Zehnfache des Preises, den Männer für die Aufbewahrung ihres Samens zahlen. Beispielsweise können Frauen, die derzeit keinen Partner oder keine Quelle für Spermien haben, das Einfrieren von Embryonen nicht anwenden. Und während unbefruchtete Eier kryokonserviert werden können, ist der Ernteprozess nicht trivial: Der Körper muss zuerst angewiesen werden, um reife Eier nach einer intensiven Hormonbehandlung freizusetzen, die selbst einige Krebsarten verschlimmern kann. Je nach Zeitpunkt und Schweregrad der Diagnose kann eine Verzögerung der Chemotherapie zum Zweck der Eizellentnahme nicht ratsam sein. Darüber hinaus können diese beiden Techniken nur bei Frauen durchgeführt werden, die das reproduktive Alter erreicht haben.
Eine andere Alternative besteht darin, Eierstockgewebe vor der Chemotherapie für eine spätere Reimplantation zu extrahieren. Diese Konservierungstechnik kann zwar bei Patientinnen jeden Alters angewendet werden, gilt jedoch nach wie vor als experimentell, weist insgesamt eine geringere Erfolgsquote bei der Erzielung einer Schwangerschaft auf und birgt im Gegensatz zu den oben genannten Techniken das Risiko, dass Krebszellen erneut in den Körper eingeschleust werden. Während alle Eier einer Frau vor der Geburt produziert werden und kein Krebsrisiko besteht, sind Gewebe wie die Eierstöcke anfällig, insbesondere bei Blutkrebs wie Leukämie oder Lymphom oder Eierstockkrebs.
Diese neue Technologie unternimmt die ersten Schritte, um das Problem der Wiedereinführung von Krebs zu umgehen. Unter Verwendung von Ovarialgewebe von menschlichen Spendern entfernten Pors und ihre Kollegen die Bestandteile der Proben, die für das Krebswachstum anfällig waren, einschließlich aller lebenden Zellen und DNA, mit einem Seifenwaschmittel, das diese Elemente aus der umgebenden Matrix extrahierte. Auf diese Weise entstand ein „dezellularisiertes Gerüst“ - eine Ovarialschale, die völlig frei von potenziellem Restkrebs ist. Pors besäte dieses Gerüst dann mit unreifen Follikeln von Menschen oder Mäusen und pfropfte den Komplex in weibliche Mäuse.
Pors wusste, dass die ersten Tage nach der Transplantation die kritischsten waren. Wenn der künstliche Eierstock in sein Mausersatzglied eintritt, muss er schnell Verbindungen mit dem Kreislaufsystem der Maus herstellen und sich an seinem Platz festsetzen. Wenn der Einweihungsprozess zu lange dauert, können die Follikel im Inneren durch Sauerstoff- und Nährstoffmangel umkommen. Drei Wochen später stellte Pors begeistert fest, dass etwa 25 Prozent der Follikel von Mensch und Maus das Transplantat überlebt hatten und zuverlässig geborgen werden konnten.
Während Mäusefollikel zuvor die Aussaat auf ähnlich dezellularisierten Gerüsten überlebt haben, sind humane Follikel im Vergleich dazu äußerst heikel: Selbst unter idealen Laborbedingungen ist es laut Pors eine Herausforderung, sie nach zwei Wochen am Leben zu erhalten. Diese Ergebnisse sind das erste Mal, dass menschliche Follikel auf einem dezellularisierten Gerüst überlebt haben.
"Es ist der nächste Schritt in Richtung einer großen Entdeckung, bei der wir tatsächlich befruchtbare menschliche Eizellen erhalten können", sagt Ariella Shikanov, eine biomedizinische Ingenieurin an der Universität von Michigan, die nicht an der Studie beteiligt war. Shikanov rät jedoch, die Ergebnisse ebenfalls mit Vorsicht zu betrachten: Auch wenn die Eizellen weiterhin von der dezellularisierten Matrix gestützt werden, gibt es keine Garantie dafür, dass die Lebensfähigkeit wiederhergestellt wird, wenn das gesamte System wieder in den Körper verpflanzt wird.
„Natürliche Materialien sind schwer zu kontrollieren“, erklärt Shikanov. Zum Beispiel wirft die Entnahme von Eierstockgewebe bei einzelnen Frauen unweigerlich das Problem von Person zu Person auf: Nicht alle Eierstöcke sind gleich aufgebaut. Für Frauen, die in der Lage sind, ihr eigenes Gewebe nach einer Chemotherapie wieder in ihren Körper einzuführen, ist dies kein Problem - aber für alle, die auf Spendergewebe angewiesen sind, können Probleme auftreten, die von einer Inkompatibilität der Follikel-Eierstöcke bis zu einer vollständigen Abstoßung des Transplantats reichen.
Shikanov und mehrere Forscher auf diesem Gebiet stellen derzeit künstliche Eierstöcke mit synthetischen Polymeren und Hydrogelen her, die eine genauere Kontrolle über die mechanischen Eigenschaften des Gerüsts ermöglichen könnten. Aber während synthetische Technologien den menschlichen Körper immer besser imitieren, könnten dezellularisierte Gerüste wie das von Pors eine einfachere Möglichkeit sein, einen Eierstock wiederherzustellen, da sie mit funktioneller biologischer Architektur vorinstalliert sind.
„In Zukunft können wir die Vorteile beider Bereiche kombinieren - das natürliche Gerüst und die Mechanik von Kunststoffen“, sagt Shikanov.
Pors warnt davor, dass es mindestens fünf bis zehn Jahre dauern wird, bis diese Technologie für klinische Studien bei Frauen zur Verfügung steht. Als nächstes planen sie und ihre Kollegen, die Grenzen der Follikelentwicklung in ihrem künstlichen Eierstock zu verschieben. Nach Überwindung der vorläufigen Hürden hofft Pors, dass ihre Gerüste die Follikel bis zur Reife der Eier erhalten können. Dieser Prozess dauert mindestens sechs Monate. Pors geht davon aus, dass dies eine getreuere Rekonstitution eines Eierstocks erfordert, was die Hinzufügung von Stützzellen erfordert, die dabei helfen, die Follikel zu nähren und zu stabilisieren, wenn sie in der Matrix reifen. Sie ist optimistisch.
"Mit solchen Methoden können wir Frauen sagen, dass bei einer Krebsdiagnose nicht alles aufhört", sagt Pors. "Sie können die andere Seite verlassen und ein normales Leben führen."
