211service.com
Züchte deine eigenen Eier und Spermien
Bei Paaren, die anscheinend nicht schwanger werden können, ist eine der häufigsten Ursachen die Ei- oder Spermienqualität: Spermien, die es nie zur Eizelle schaffen oder sie nicht befruchten können, wenn sie dort sind, und Eizellen, die einer Befruchtung widerstehen oder Einnistung in die Gebärmutterwand. Jetzt haben Wissenschaftler zum ersten Mal adulte Zellen in Ei- und Samenzellen-Vorläufer umgewandelt, eine Errungenschaft, die eines Tages unfruchtbaren Paaren helfen könnte, ein Kind zu zeugen, das ihre DNA teilt.
Fruchtbaren Boden: Forscher der UCLA haben iPS-Zellen dazu gebracht, sich zu Ei- und Samenzellenvorläufern zu entwickeln. Zuvor mussten die Forscher jedoch einen Weg finden, sie zu identifizieren und von umliegenden Zellen zu isolieren. Zelloberflächenmarker (hier grün dargestellt) ermöglichten ihnen genau das.
Amander Clark , ein Entwicklungsbiologe an der University of California, Los Angeles, schuf die Ei- und Spermien-Vorläufer unter Verwendung einer bestehenden Linie von induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS), die so benannt sind, weil sie sich in fast jeden Gewebetyp verwandeln können und für ihr Potenzial gelobt werden in der regenerativen Medizin. Bisher hatte jedoch niemand gezeigt, dass es möglich ist, iPS-Zellen dazu zu bringen, ihre inneren Uhren bis zum Stadium der Gameten oder Keimzellen zurückzudrehen.
Forscher hatten zuvor gezeigt, dass embryonale Stammzellen Vorläufer von Ei- und Samenzellen produzieren können. Unfruchtbare Paare müssten jedoch Spendereizellen oder Samenzellen verwenden, die aus Unfruchtbarkeitskliniken stammen. Der Vorteil der Verwendung einer iPS-Zelle besteht darin, dass sie über die eigene Genetik des Spenders verfügt, sagt Clark. Unsere Forschung ist noch viele, viele Jahre davon entfernt, einen befruchtungsfähigen Zelltyp zu erzeugen und damit ein gesundes Kind zu zeugen. Aber dies ist einer der ersten Schritte.
Die Studie hebt auch die Unterschiede zwischen embryonalen Stammzellen und iPS-Zellen hervor, die seit einem viel kürzeren Zeitraum untersucht werden. Als Clark das Entwicklungspotenzial von iPS-Zellen mit dem von embryonalen Stammzellen verglich, stellte sie fest, dass letztere zu wesentlich gesünderen Ei- und Spermavorläufern mit weniger Chromosomenanomalien führten. (Dieser Unterschied könnte ein großes Hindernis auf dem Weg zur Verwendung von iPS-Zellen in der Unfruchtbarkeitsklinik sein.) Da das [erwünschte] Ergebnis der Verwendung dieser Zellen ein gesundes Baby hervorbringt, ist die Qualität einer Keimzelle unerlässlich, um sicherzustellen, dass Sie haben die Geburt eines gesunden Kindes, sagt Clark. Daher sei es unabdingbar, Tests zu etablieren, die die Qualität einer Keimzelle bestimmen können, bevor sie in die Nähe der Klinik kommt.
Hier besteht eine echte Gefahr: Wenn man einen Gameten macht, der nicht richtig ist, anstatt jemandem zu helfen, schadet man ihm, sagt Peter Donovan , Co-Direktor des Sue and Bill Gross Stem Cell Research Center an der University of California, Irvine . Dies weist darauf hin, dass wir hier möglicherweise noch vorsichtiger sein müssen.
Clark glaubt, dass die Qualität der iPS-Zell-Gameten viel damit zu tun hat, wie die ursprüngliche Zelllinie überhaupt gebildet wurde: Vor zwei Jahren nutzten Forscher eine Methode, bei der ein Virus die genetischen Veränderungen herbeiführte, die für die Neuprogrammierung einer erwachsenen Zelle erforderlich sind. Dieses Virus fügt sich auch in die DNA der Zelle ein und kann Krebs verursachen. Neuere Techniken haben jedoch iPS-Zellen erzeugt, ohne virale DNA zu integrieren. Wir möchten diese moderneren, zeitgemäßeren iPS-Zellen nutzen, um zu sehen, ob die molekulare Integrität der von uns abgeleiteten Keimzellen verbessert wird, sagt Clark.
Es ist sehr interessant, sagt Renee Reijo Pera , dem Direktor des Stanford University Center for Human Embryonic Stem Cell Research and Education. Ich denke, es wird ein wunderbares Werkzeug für die Humangenetik und für einige mögliche Behandlungen sein. Aber sie warnt davor, dass es ein sehr früher Schritt ist. Wissenschaftler arbeiten schon viel länger mit embryonalen Stammzellen und können sie noch immer nur dazu bringen, sich zu Keimvorläuferzellen zu entwickeln. Der große Schritt stehe noch bevor, nämlich eine reife Ei- oder Samenzelle zu bekommen, sagt sie. Das hat sich bisher als Straßensperre herausgestellt.
Trotz aller Vorbehalte sind sich Donovan und Reijo Pera einig, dass die Studie einen großen Schritt nach vorn darstellt. Die Untersuchung von iPS-induzierten Keimzellen in vitro könnte es Forschern ermöglichen, den komplizierten Prozess zu verstehen, durch den Gameten gebildet werden. Das selbst könnte einen großen Einfluss auf das Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen der Unfruchtbarkeit haben, sagt Donovan. Und dies könnte wiederum dazu beitragen, die Auswirkungen von Toxinen auf einen sich entwickelnden Embryo aufzuklären. Wenn wir verstehen, wie die Embryonal- und Fetalperiode durch toxische Umgebungen beeinflusst werden, können wir verstehen, wie die Keimbahn während der Entwicklung geschützt werden kann, sagt er.