Unfruchtbarkeit: Mit Stammzellen die Empfängnis erforschen

Hilft aus Stammzellen gewachsene Gebärmutterschleimhaut die ungewollte Kinderlosigkeit zu ergründen?

Forschern gelang es jetzt erstmals, menschliche Gebärmutterschleimhaut aus Stammzellen wachsen zu lassen. Mit Hilfe des per Tissue Eingineering geschaffenen Miniorgans möchten sie einerseits das frühe Schwangerschaftsstadium und andererseits Krankheiten wie Endometriose analysieren. Wissenschaftler erhoffen sich neue Erkenntnisse über Fehlgeburten und ungewollte Kinderlosigkeit.

© Devanath / pixabay.com

Bislang stand Wissenschaftlern kein geeignetes Modell zur Verfügung, um die Bedingungen für eine erfolgreiche Einnistung des Embryos in die Gebärmutter zu analysieren. Doch nun gelang es, aus Stammzellen die Gebärmutterschleimhaut im Labor zu kultivieren.

Heikle Augenblicke: Die Embryogenese bis zur Einnistung in die Gebärmutter

Ein Moment kann alles entscheiden. Dann heißt es: Alles oder nichts. Damit neues Leben beginnt, muss zunächst ein Spermium eine reife Eizelle befruchten. Durch die Verschmelzung von Ei- und Samenzelle entsteht die Zygote. Diese Urstammzelle fängt an, sich zu teilen. In den ersten Tagen der Schwangerschaft wandert der Zellhaufen vom Eileiter in die Gebärmutter. Dort muss sich der Embryo ungefähr am sechsten Tag erfolgreich einnisten. Die Experten sprechen bei diesem Vorgang von „Nidation“. Für den Embryo ist dies ein heikler Augenblick, denn er muss an die oberste Schicht der Gebärmutter andocken, um seine weitere Versorgung und damit Entwicklung zu gewährleisten. Viele Embryonen scheitern an dieser Hürde. Die Frauen erleiden eine Fehlgeburt – allerdings in einem so frühen Schwangerschaftsstadium, das sie meist noch nicht einmal bemerkt hatten, dass sie schwanger waren.

Wissenschaftler treiben daher viele Fragen um: Was begünstigt eine erfolgreiche Nidation? Was verhindert die Einnistung? Welche Gründe kann es bei der Mama in spe geben? Was darf beim Embryo keineswegs schieflaufen?

 

Aus Stammzellen gezüchtete Gebärmutterschleimhaut schließt Untersuchungslücke

Bislang fehlten geeignete Modelle, um die Vorgänge im Labor unter halbwegs realen Bedingungen untersuchen zu können. Doch Wissenschaftler der University of Cambridge (Großbritannien) wollten dies ändern. Sie stellten nun eine Methode vor, die es ermöglicht, das sich ständig erneuernde Endometrium, also die Gebärmutterschleimhaut, im Labor zu züchten. Über ihr Vorgehen berichten die Forscher im Fachblatt Nature Cell Biology.

Stammzellen dienen dabei als Grundlage. Die Vorläuferzellen kommen auch in der Gebärmutterschleimhaut von Frauen vor. Die Forscher isolierten die Zellen und kultivierten sie im Labor. In der Petrischale entwickelten sich die Stammzellen zur Schleimhaut der Gebärmutter weiter. Das so geschaffene Miniorgan bietet die Chance, den weiblichen Menstruationszyklus sowie das frühe Schwangerschaftsstadium direkt am Menschen zu untersuchen. Bislang konnten die Wissenschaftler allenfalls auf Tiermodelle ausweichen, denn die Vorgänge lassen sich unmöglich bei Probandinnen in Echtzeit beobachten.

 

Der Mensch besitzt einen sehr speziellen Menstruationszyklus

Doch die höher entwickelten Primaten, zu denen der Mensch und seine nächsten Verwandten wie Schimpansen gehören, unterscheiden sich bei der Empfängnis und dem Menstruationszyklus deutlich von anderen Säugetieren. Bei Mäusen oder Schweinen gibt es daher andere Prozesse.

Menschenfrauen müssen einen Menstruationszyklus durchleben, der regelmäßig die Gebärmutterschleimhaut abstößt und wieder erneuert, wenn nach dem Einsprung keine Befruchtung und Einnistung eines Embryos stattfindet. Der Reproduktionsmedizin fehlte bislang ein exaktes, humanes Modell des Endometriums. Doch nur daran lassen sich alle Phasen des weiblichen Menstruationszyklus beobachten und der Einfluss von Hormonen genau analysieren. Erst wenn dies bis ins letzte Detail verstanden ist, können bestimmte Stellschrauben bewusst manipuliert werden, um mögliche Probleme zu beheben.

Die jetzt von den britischen Wissenschaftlern vorgestellte, aus Stammzellen gewachsene Gebärmutterschleimhaut funktioniert wie ein Miniorgan. An dem sogenannten Organoid lassen sich außerdem häufige Frauenleiden erforschen. Dazu zählt beispielsweise die Endometriose. Hierbei siedeln sich Gebärmutterschleimhautzellen auch außerhalb des Uterus an. Sie finden sich dann beispielsweise an den Eierstöcken oder im Bauchraum. Im Laufe des Zyklus verändern sich diese Zellen ebenso wie die Schleimhaut in der Gebärmutter. Es kommt zum Wachsen und zur Erneuerung des Gewebes. Für die Frauen hat Endometriose unangenehme Folgen: Heftige Regelschmerzen aber auch Unfruchtbarkeit sind typische Symptome. Bislang gibt es noch keine wirksame Behandlung, die eine dauerhafte Heilung garantiert, denn die Ursachen für die Erkrankung liegen noch immer im Dunkeln.

Auch hier erhoffen sich Reproduktionsmediziner und Gynäkologen neue Erkenntnisse durch die vorgestellte Methode, um ihren Patientinnen helfen zu können.

 

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