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"Leder" Sperma und Eier

Eine Gruppe japanischer und englischer Forscher aus dem Gurdon Institute in Cambridge schuf primitive Formen von künstlichen Spermien und Eiern, für die sie versuchten, menschliche embryonale Stammzellen zu züchten sorgfältig kontrollierte Bedingungen während der Woche.

Sie schrittweise Schritt für Schritt vorwärts und beweisen, dass das gleiche Verfahren das Gewebe eines Erwachsenen zu Vorläufern für Spermien und Eier machen kann, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass Keimzellen gebildet werden, die mit Patienten genetisch vergleichbar sind.

Gleichzeitig müssen Zellen das Potenzial für Wachstum in reifen Spermien und Eiern haben, obwohl dies unter Laborbedingungen noch nie zuvor erfolgt ist. Die nächste Forschungsphase wird die Einführung von Zellen in die Eierstöcke sein, um herauszufinden, ob sie sich in lebenden Organismen vollständig entwickeln.

Das britische Gesetz verbietet Fruchtbarkeitskliniken in Großbritannien, künstliche Spermien und Eier zur Behandlung unfruchtbarer Paare zu verwenden. Wenn das Gesetz jedoch revidiert wird, was sehr wahrscheinlich ist, können Hautzellen potenziell Patienten entnommen und in genetisch identische Spermien und Eizellen für die In-vitro-Fertilisationstherapie oder Leihmutterschaftsprogramme umgewandelt werden.

Hautzellen bei Frauen können nur für Eier verwendet werden, da sie kein Y-Chromosom haben. Samenzellen und theoretisch Eizellen können aus männlichen Hautzellen gezüchtet werden, obwohl Wissenschaftler der Meinung sind, dass dies nach heutigem Wissen unwahrscheinlich ist.

"Es ist möglich, dass wir diese Zellen zur Erzeugung von Gameten verwenden können, aber ob wir sie jemals verwenden können, ist immer noch eine Frage der Zukunft", sagt der Wissenschaftler, Azim Surani, der die Forschung leitet.

Zuvor gelang es den Wissenschaftlern, Spermien und Eier aus Stammzellen von Nagetieren herzustellen. Im Jahr 2012 haben japanische Ärzte Eier aus Stammzellen von Mäusen hergestellt. Zwei Jahre später behaupteten Wissenschaftler der University of Newcastle, menschliche Spermien aus Stammzellen gewonnen zu haben, doch ihre wissenschaftliche Arbeit wurde wegen des Verdachts des Plagiats in Frage gestellt.

Das Surani-Team hat verschiedene Ansätze ausprobiert, um einen einzigartigen Durchbruch in der Forschung zu erzielen, der zur Umwandlung von bis zu der Hälfte menschlicher experimenteller Stammzellen in Spermien und Ei-Vorläufer führte. Im Laufe einer Woche fügten die Wissenschaftler natürliche Chemikalien hinzu, sogenannte Wachstumsfaktoren, um die Zellen in die richtige Richtung zu bringen.

Durch die Untersuchung von Zellen hoffen Wissenschaftler, herauszufinden, wie Spermien und Eier in den Keimzellen von Erwachsenen erscheinen und reifen. Die Möglichkeit, Spermien und Eier aus den Hautzellen von Patienten zu erzeugen, ist zwar unvollständig, bedeutet, dass Wissenschaftler nun vergleichen können, wie sie sich unterschiedlich entwickeln, wenn sie aus Biomaterial von gesunden und unfruchtbaren Menschen hergestellt werden.

Noch faszinierender ist vielleicht die Tatsache, dass Zellen Geheimnisse für die Behandlung bestimmter altersbedingter Erkrankungen bewahren können. Mit zunehmendem Alter akkumulieren sie nicht nur genetische Mutationen, sondern auch andere Veränderungen in ihrer DNA. Diese epigenetischen Veränderungen können durch Rauchen, Kontakt mit Chemikalien in der Umwelt, ungesunde Ernährung und Lebensweise und andere nachteilige Faktoren verursacht werden. Die Zellen, aus denen Sperma und Eier gebildet werden, werden jedoch zunächst von epigenetischen Veränderungen befreit. „Dies kann uns sagen, wie man epigenetische Mutationen entfernt. Epigenetik wird verwendet, um die Genexpression zu regulieren, aber bei altersbedingten Erkrankungen können diese Veränderungen abweichend sein und Gene falsch regulieren “, sagt Surani.

Allan Pacey, Professor für Andrologie an der Universität von Sheffield, schlägt vor, dass Surani-Zellen andere Zwecke haben könnten. Menschen, die eine Chemotherapie einnehmen, werden meistens unfruchtbar. Künstlich gewachsene menschliche Spermien können zum Screening auf neue Krebsmedikamente verwendet werden, die für Spermien nicht so gefährlich sind.

Im Zuge ihrer Arbeit entdeckte das Surani-Team, dass ein bestimmtes Gen namens SOX17 für die Umwandlung menschlicher Stammzellen in Vorläufer von Spermien und Spermien entscheidend ist Eier.

 

Photo: MedicalRF.com/Corbis

Basierend auf The Guardian

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