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Affenbaby aus eingefrorenem Hodengewebe

Grady
Affenbaby "Grady" im Alter von zwölf Wochen. (Bild: Oregon Health and Science University)

„Grady“ ist auf den ersten Blick ein ganz normales, gesundes Rhesusaffen-Mädchen. Doch ihre Geschichte ist ungewöhnlich – und könnte künftig im Kindesalter an Krebs erkrankten Jungen eine spätere Unfruchtbarkeit ersparen. Denn dem Vater dieses Affenkindes wurde das unreife Gewebe vor der Pubertät entnommen, eingefroren und dann später wieder unter die Haut gepflanzt. Es entwickelten sich reife Spermien, aus denen „Grady“ gezeugt wurde. Sie ist das erste Affenbaby, das durch eine solche autologe Transplantation von Hodengewebe entstanden ist. Sollte dies auch beim Menschen funktionieren, könnten sich junge Krebspatienten vor ihrer Chemotherapie Hodengewebe entnehmen lassen und durch dieses später ihre Furchtbarkeit zurückerhalten.

Wer an Krebs erkrankt ist, muss damit rechnen, durch die Chemotherapie und Bestrahlung unfruchtbar zu werden. Denn die aggressive Behandlung zerstört häufig die sensiblen Vorläuferzellen von Spermien oder Eizellen. Erwachsene Männer können dem vorbeugen, indem sie schon vor Beginn der Krebstherapie eine Spermienprobe einfrieren lassen und sie später für die künstliche Befruchtung einsetzen. „Diese Kryokonservierung von Spermien ist aber für Jungen vor der Pubertät keine Option“, erklären Adetunji Fayomi von der University of Pittsburgh und seine Kollegen. Denn das unreife Hodengewebe von präpubertären Jungen produziert noch keine Spermien.

Wie bekommt man Spermien aus unreifem Gewebe?

Mediziner suchen daher schon länger nach einer Möglichkeit, stattdessen das unreife Hodengewebe mitsamt der Spermien-Vorläuferzellen zu konservieren und es dann später zur Reife zu bringen um so nach der Krebstherapie daraus Spermien gewinnen zu können. In ersten Versuchen dazu wurde Hodengewebe von Mäusen, Schweinen, Rindern, Pferden und Affen nach dem Einfrieren unter die Haut von Mäusen mit ausgeschaltetem Immunsystem eingepflanzt. Dort reifte das Gewebe heran und produzierte tatsächlich fruchtbare Spermien. Das Problem jedoch: Diese Versuche erforderten die Transplantation auf eine fremde Art – und solche Xenotransplantationen gelten als hochriskant und ethisch bedenklich.

Doch auch erste Transplantationen von Hodengewebe zurück auf den Spender haben schon vielversprechende Ergebnisse geliefert: „Sie demonstrierten, dass Spermien auch aus autologen Transplantaten von eingefrorenem, präpubertärem Gewebe entstehen können, sagt Fayomi. „Aber gesunden, lebenden Nachwuchs damit zu erzeugen, ist bisher nicht gelungen – und das ist der Goldstandard jeder Reproduktionstechnologie.“ Um diesen Goldstandard zu erreichen, haben Fayomi und sein Team nun bei fünf präpubertären Rhesusaffen unreifes Hodengewebe entnommen und es bis zu fünf Monate lang eingefroren. Anschließend pflanzten sie Teile dieses Gewebes den Affen wieder unter die Haut des Hodens und des Rückens. „Wenige Monate später konnten wir fühlbare Gewebemassen an den Transplantationsstellen erfühlen“, berichten die Forscher. Das Hodengewebe war gewachsen und als die Affen in die Pubertät kamen, reiften darin auch Spermien heran. „Eine vollständige Spermatogenese wurde bei 100 Prozent der eingepflanzten Gewebestücke nachgewiesen“, so Fayomi und sein Team.

Ein gesundes Affenmädchen

Nun folgte der entscheidende Test: Die Forscher entnahmen das herangereifte Hodengewebe wieder und isolierten daraus die reifen Spermien. Diese nutzten sie, um 138 Eizellen von Rhesusaffenweibchen zu befruchten. Im Gegensatz zur normalen In-Vitro-Fertilisation war die Erfolgsquote jedoch nicht sehr hoch: Nur 39 Eizellen teilten sich und 16 davon entwickelten sich bis zum Blastozysten-Stadium des Embryos weiter. Aber immerhin: Elf Embryonen schienen gesund genug, um sie sechs Rhesusaffenweibchen als Leihmüttern einzupflanzen. Eine dieser Leihmütter wurde daraufhin schwanger – und trug erfolgreich ein Affenkind aus. Am 16. April 2018 wurde dieses Baby mittels Kaiserschnitt geboren – ein knapp 500 Gramm schweres Affenmädchen, das die Forscher „Grady“ tauften – aus einer Zusammenziehung der Begriffe „graft-derived“ – aus Transplantaten entstanden – und „Baby“.

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„Mit der Geburt von Grady haben wir bewiesen, dass wir präpubertäres Hodengewebe einfrieren und es später zur Wiederherstellung der Fruchtbarkeit nutzen können“, sagt Fayomi. Damit ist dies der weltweit erste Fall, bei dem ein Affenkind als Resultat einer autologen Hodentransplantation geboren wurde. Nach Ansicht der Forscher ebnet dies nun den Weg zu ähnlichen Verfahren auch beim Menschen. „Dieser Fortschritt ist ein wichtiger Schritt dazu, jungen Krebspatienten in aller Welt die Chance zu geben, später doch eine Familie zu gründen“, sagt Seniorautor Kyle Orwig von der University of Pittsburgh. „Nachdem wir ein lebendes und gesundes Affenbaby produziert haben, halten wir diese Technologie für weit genug erprobt, um nun auch beim Menschen getestet zu werden.“

Könnten auch beim Menschen funktionieren

Ähnlich sehen dies auch einige Wissenschaftler, die nicht an der Studie beteiligt waren. „Da sich Affe und Mensch im Hinblick auf die Hodenentwicklung und Steuerung sehr ähneln, ist anzunehmen, dass diese Methodik prinzipiell auf den Menschen übertragbar ist“, schreiben die Reproduktionsmediziner Stefan Schlatt und Nina Neuhaus vom Universitätsklinikum Münster in einem begleitenden Kommentar. Bevor solche Versuche jedoch unternommen werden, seien noch einige Fragen zu klären, betonen sowohl Fayomi und sein Team als auch andere Forscher. So müsse erst noch untersucht werden, ob sich die Nachkommen auch langfristig gesund und normal entwickeln. Zudem muss man bei der Entnahme von Hodengewebe sicherstellen, dass nicht auch Krebszellen der jungen Patienten in diesem Gewebe vorhanden sind und dann nach der Rück-Transplantation Tumoren verursachen.

Und schließlich gibt es noch einen bedeutenden Unterschied der Affenstudie gegenüber dem späteren Einsatz: Die Affen wurden vor dem Wiedereinpflanzen des Hodengewebes kastriert. Ob das eingepflanzte Gewebe auch bei intakten Hoden Spermien produziert, muss daher noch untersucht werden, wie auch Fayomi und sein Team einräumen. „Weitere Studien sind nötig um zu bestätigen, dass sich das Gewebe auch bei Individuen mit intakten Hoden ähnlich gut entwickelt“, so die Forscher. Auch wenn es noch einige Jahren dauern könnte, bis diese Folgestudien abgeschlossen sind, sehen sie, aber auch viele Fachkollegen in der Methode einen vielversprechenden Ansatz. „Diese Studie stellt einen wichtigen Meilenstein auf dem Gebiet der Infertilitätsbehandlung dar“, sagt Christine Wyns von der Universitätsklinik Brüssel. „Sie könnte Ärzte ermutigen, ihren Krebspatienten eine Kryokonservierung von präpubertärem Hodengewebe vorzuschlagen – mit Blick auf eine zukünftige klinische Anwendung.“

Quelle: Adetunji Fayomi (University of Pittsburgh) et al., Science, doi: 10.1126/science.aav2914

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