Der menschliche Körper ist wirklich kompliziert - und die Situation wird noch komplexer, wenn es um den weiblichen Fortpflanzungszyklus geht. Wie lässt sich dieses komplizierte System am besten untersuchen? Eine Gruppe von Forschern glaubt, die Antwort zu haben: Erstellen Sie sie in einer Schale nach.
Um dieses Kunststück zu vollbringen, haben die Forscher eine Plattform geschaffen, auf der alle am weiblichen Fortpflanzungszyklus beteiligten Gewebe auf Mikrochips aufgebracht werden. Jeder Chip enthielt verschiedene Gewebe - Eierstockgewebe von Mäusen und menschlichen Eileitern, Gebärmutterschleimhaut (Endometrium), Leber- und Gebärmutterhalsgewebe. Dann fanden sie heraus, wie diese Gewebe über einen Monat hinweg interagieren können. Das Team hat kürzlich seine Ergebnisse in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht .
Der Menstruationszyklus auf einem Chip-System löst ein Problem, das Wissenschaftler seit langem bei der Untersuchung von Arzneimittelwechselwirkungen im menschlichen Körper hatten - und wie diese Arzneimittel die Fortpflanzung beeinflussen könnten. Mit der gegenwärtigen Technologie ist es unmöglich und unethisch, den gesamten Reproduktionszyklus in Echtzeit zu untersuchen. Das Wachsen von Geweben aus dem Fortpflanzungstrakt im Labor ist ebenfalls schwierig. Und wenn Menschen sterben, ist es nicht mehr möglich, die empfindlichen Wechselwirkungen zwischen den Geweben des Fortpflanzungstrakts und die Wirkung von Hormonen zu untersuchen.
Dieses Gerät ist eigentlich ein Arbeitsmodell eines weiblichen Fortpflanzungstrakts. (Waldmeisterlabor) Tierversuche stellen ein weiteres Problem dar: Wissenschaftler können ihre Fortpflanzung untersuchen, aber Medikamente wirken sich auf Tiere anders aus als auf Menschen. Betrachten Sie den Fall von Thalidomid, sagt Nathaniel Huebsch, leitender Wissenschaftler am Healy Laboratory der University of California in Berkeley, das auf Biotechnik und Organ-on-a-Chip-Technologie spezialisiert ist. Er erzählt Smithsonian.com, dass das Medikament ein Beispiel für eine Zeit ist, in der Wissenschaftler es falsch verstanden haben. Es wurde an Tieren getestet und schien keine negativen Auswirkungen auf Nagetiere oder deren Nachkommen zu haben. Doch als es in den 1960er Jahren auf den Markt kam, stellten die Forscher fest, dass das Medikament beim Menschen verheerende Geburtsschäden verursachte.
"Derselbe exakte Cue kann je nach Kontext der Zellen, die diesen Cue empfangen, dramatisch verschiedene Dinge bewirken", sagt er.
Das Studium des weiblichen Fortpflanzungszyklus mag schwierig sein, aber das neue System könnte es eines Tages viel einfacher machen. Die Forscher verwendeten Mikrofluidik - Technologie, die Flüssigkeiten über winzige Kanäle manipuliert und die Möglichkeit bietet, ihre Eigenschaften zu kontrollieren und besser zu untersuchen. In diesem Fall ermöglichten elektromagnetisch gepumpte Flüssigkeiten den verschiedenen Geweben, auf dieselbe Weise wie ein Fortpflanzungstrakt miteinander zu kommunizieren.
Das winzige System funktionierte. Als die Forscher Hormone in die Mischung einführten, reagierten die Gewebe wie im Inneren eines Körpers - und die Wechselwirkungen konnten über einen gesamten 28-tägigen „Menstruationszyklus“ aufrechterhalten werden ihr Ding, Hormone auf verschiedenen Niveaus im Laufe des Monats sezernierend und sogar zum Wachstum der Eierstockfollikel beitragend.
Huebsch, der nicht an der Forschung beteiligt war, sagt, dass das neue System vielversprechend ist. "Ich sehe einen Weg, dies zu vergrößern", sagt er gegenüber Smithsonian.com. "Wenn Sie dies in ausreichendem Umfang tun könnten, könnten Sie wirklich etwas entdecken." Und die Forscher sind sich einig. In der Zeitung schreiben sie, dass das Tool sowohl das Tempo als auch die Qualität der Reproduktions-, Toxikologie- und Arzneimittelforschung verbessern könnte.
Ihre Arbeit ist jedoch noch lange nicht getan. Das neue System ahmte nur Hormone nach und nicht andere Faktoren wie die Immunität oder die Unterstützung von Nachkommen. Es ist also weit davon entfernt, alle komplizierten Faktoren, mit denen das Fortpflanzungssystem jeden Tag umgeht, zu replizieren. Der menschliche Körper bleibt fast unvorstellbar kompliziert - aber nach und nach versuchen Wissenschaftler, ihn besser nachzuahmen und zu untersuchen.
