Nachrichten | Forschende der Harvard University entwickeln vollständig humane Ovarialorganoide zur Verbesserung der Behandlung von Ovarialerkrankungen
Durchbruch: Forschende schaffen das erste vollständig humane Ovarialorganoid und treiben damit die Forschung zur weiblichen reproduktiven Gesundheit voran
Das Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering der Harvard University gab gemeinsam mit der Harvard Medical School (HMS), der Duke University und dem Biotechnologieunternehmen Gameto die Entwicklung des ersten vollständig humanen Ovarialorganoids, auch Ovaroid genannt, bekannt. Dieses lebende Modell kann die Reifung von Eizellen und die Follikelentwicklung unterstützen sowie Sexualhormone ausschütten und bietet damit eine neue Plattform für die Forschung zur weiblichen reproduktiven Gesundheit. Die Ergebnisse wurden in eLife veröffentlicht und schaffen eine wissenschaftliche Grundlage für die Entwicklung neuer Behandlungen, insbesondere bei Unfruchtbarkeit, Eierstockkrebs und anderen Erkrankungen des weiblichen Fortpflanzungssystems.
Erfolgreiche Entwicklung eines vollständig humanen Ovarialorganoids
Obwohl das Leben jedes Menschen mit einer Eizelle im Eierstock der Mutter beginnt, wurde der menschliche Eierstock lange Zeit nur unzureichend erforscht. In der bisherigen Ovarialforschung werden meist Hybridmodelle verwendet, die menschliche und Mauszellen enthalten. Diese Modelle können die Funktion des menschlichen Eierstocks nur eingeschränkt nachbilden und benötigen eine lange Wachstumszeit. Um dieses Problem zu lösen, nutzte das Forschungsteam eine neue Methode, um aus induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSCs) vollständige humane Ovarialorganoide zu erzeugen, die zwei wesentliche Zelltypen enthalten: Eizellen und Stützzellen. Diese Innovation eröffnet neue Möglichkeiten, die weibliche Reproduktionsbiologie zu verstehen und potenzielle Behandlungen für Unfruchtbarkeit, Eierstockkrebs und andere Erkrankungen zu erforschen.
Nachbildung der biologischen Funktionen des Eierstocks
„Unsere neue Methode zur Herstellung vollständig humaner Ovarialorganoide ist um ein Mehrfaches schneller als bestehende Mensch-Maus-Hybridmodelle und bildet viele wichtige biologische Funktionen des Eierstocks nach. Dies ist ein bedeutender Durchbruch für die Laborforschung zur weiblichen reproduktiven Gesundheit“, sagte der Ko-Erstautor Merrick Pierson Smela, Doktorand am Wyss Institute und an der Harvard Medical School.
Das Team konzentrierte sich auf Granulosazellen, Stützzellen des Eierstocks, die die Entwicklung unbefruchteter Eizellen in Follikeln unterstützen und Östrogen sowie Progesteron ausschütten. Durch das Screening von Transkriptionsfaktoren (TFs) gelang es dem Team, humane iPSCs zur Differenzierung in funktionsfähige Granulosazellen anzuregen. Es erzeugte Zellen mit Funktionen, die denen natürlicher Granulosazellen ähneln, und kultivierte sie gemeinsam mit primordialen, keimzellähnlichen humanen Zellen (hPGCLCs), um Ovarialorganoide zu schaffen.
Effizientere Forschung und neue Erkenntnisse zur Entwicklung von Follikeln und Eizellen
Mithilfe der neuen Technologie kultivierte das Team humane Ovarialorganoide, die bereits nach vier Tagen das DAZL-Protein, einen frühen Marker der Eizellreifung, produzierten. Ovarialorganoide mit Stützzellen der Maus benötigten 32 Tage, um denselben Marker zu zeigen. Obwohl sich die Eizellen in den humanen Organoiden nicht zu reifen Eizellen entwickelten, beobachtete das Team innerhalb von 16 Tagen follikelähnliche Strukturen. Über 70 Tage entwickelten sich diese zu mehrschichtigen reifen Follikeln, die die Eizellentwicklung unterstützen konnten.
Dr. George Church, Professor für Genetik am Wyss Institute und leitender Autor der Studie, sagte: „Vollständig humane Ovarialorganoide in nur fünf Tagen herzustellen und die hormonelle Signalübertragung des Eierstocks, die Eizellreifung sowie die Follikelentwicklung erfolgreich nachzubilden, ist eine bemerkenswerte Leistung. Dies wird wichtige Entdeckungen zur weiblichen reproduktiven Gesundheit erheblich beschleunigen.“
Ausblick: Fortschritte bei der Behandlung von Ovarialerkrankungen und in der Unfruchtbarkeitsforschung
Das Team plant, das Ovarialorganoidmodell durch die Integration weiterer Ovarialzelltypen, darunter hormonproduzierende Granulosazellen, zu verfeinern, um die komplexen Funktionen des Eierstocks genauer nachzubilden. Außerdem soll das Kultursystem verbessert werden, damit sich Eizellen vollständig zu reifen Eizellen entwickeln können, was möglicherweise neue Behandlungen gegen Unfruchtbarkeit ermöglicht.
„Frauen machen die Hälfte der Bevölkerung aus, dennoch erhält die Gesundheit von Frauen deutlich weniger Forschungsaufmerksamkeit und finanzielle Mittel als Erkrankungen, die Männer betreffen. Ich freue mich sehr über diesen wichtigen Fortschritt bei der Erforschung des menschlichen Eierstocks und hoffe, dass dieses Modell weitere Erkenntnisse zur weiblichen reproduktiven Gesundheit und zu verwandten Erkrankungen liefert“, sagte Dr. Don Ingber, Gründungsdirektor des Wyss Institute, Professor für Gefäßbiologie an der Harvard Medical School und Professor am Boston Children’s Hospital.
Nachrichten | Forschende in Harvard entwickeln vollständig humane Ovarialorganoide zur Verbesserung der Behandlung von Eierstockerkrankungen
Nachrichten | Forschende der Harvard University entwickeln vollständig humane Ovarialorganoide zur Verbesserung der Behandlung von Ovarialerkrankungen
Durchbruch: Forschende schaffen das erste vollständig humane Ovarialorganoid und treiben damit die Forschung zur weiblichen reproduktiven Gesundheit voran
Das Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering der Harvard University gab gemeinsam mit der Harvard Medical School (HMS), der Duke University und dem Biotechnologieunternehmen Gameto die Entwicklung des ersten vollständig humanen Ovarialorganoids, auch Ovaroid genannt, bekannt. Dieses lebende Modell kann die Reifung von Eizellen und die Follikelentwicklung unterstützen sowie Sexualhormone ausschütten und bietet damit eine neue Plattform für die Forschung zur weiblichen reproduktiven Gesundheit. Die Ergebnisse wurden in eLife veröffentlicht und schaffen eine wissenschaftliche Grundlage für die Entwicklung neuer Behandlungen, insbesondere bei Unfruchtbarkeit, Eierstockkrebs und anderen Erkrankungen des weiblichen Fortpflanzungssystems.
Erfolgreiche Entwicklung eines vollständig humanen Ovarialorganoids
Obwohl das Leben jedes Menschen mit einer Eizelle im Eierstock der Mutter beginnt, wurde der menschliche Eierstock lange Zeit nur unzureichend erforscht. In der bisherigen Ovarialforschung werden meist Hybridmodelle verwendet, die menschliche und Mauszellen enthalten. Diese Modelle können die Funktion des menschlichen Eierstocks nur eingeschränkt nachbilden und benötigen eine lange Wachstumszeit. Um dieses Problem zu lösen, nutzte das Forschungsteam eine neue Methode, um aus induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSCs) vollständige humane Ovarialorganoide zu erzeugen, die zwei wesentliche Zelltypen enthalten: Eizellen und Stützzellen. Diese Innovation eröffnet neue Möglichkeiten, die weibliche Reproduktionsbiologie zu verstehen und potenzielle Behandlungen für Unfruchtbarkeit, Eierstockkrebs und andere Erkrankungen zu erforschen.
Nachbildung der biologischen Funktionen des Eierstocks
„Unsere neue Methode zur Herstellung vollständig humaner Ovarialorganoide ist um ein Mehrfaches schneller als bestehende Mensch-Maus-Hybridmodelle und bildet viele wichtige biologische Funktionen des Eierstocks nach. Dies ist ein bedeutender Durchbruch für die Laborforschung zur weiblichen reproduktiven Gesundheit“, sagte der Ko-Erstautor Merrick Pierson Smela, Doktorand am Wyss Institute und an der Harvard Medical School.
Das Team konzentrierte sich auf Granulosazellen, Stützzellen des Eierstocks, die die Entwicklung unbefruchteter Eizellen in Follikeln unterstützen und Östrogen sowie Progesteron ausschütten. Durch das Screening von Transkriptionsfaktoren (TFs) gelang es dem Team, humane iPSCs zur Differenzierung in funktionsfähige Granulosazellen anzuregen. Es erzeugte Zellen mit Funktionen, die denen natürlicher Granulosazellen ähneln, und kultivierte sie gemeinsam mit primordialen, keimzellähnlichen humanen Zellen (hPGCLCs), um Ovarialorganoide zu schaffen.
Effizientere Forschung und neue Erkenntnisse zur Entwicklung von Follikeln und Eizellen
Mithilfe der neuen Technologie kultivierte das Team humane Ovarialorganoide, die bereits nach vier Tagen das DAZL-Protein, einen frühen Marker der Eizellreifung, produzierten. Ovarialorganoide mit Stützzellen der Maus benötigten 32 Tage, um denselben Marker zu zeigen. Obwohl sich die Eizellen in den humanen Organoiden nicht zu reifen Eizellen entwickelten, beobachtete das Team innerhalb von 16 Tagen follikelähnliche Strukturen. Über 70 Tage entwickelten sich diese zu mehrschichtigen reifen Follikeln, die die Eizellentwicklung unterstützen konnten.
Dr. George Church, Professor für Genetik am Wyss Institute und leitender Autor der Studie, sagte: „Vollständig humane Ovarialorganoide in nur fünf Tagen herzustellen und die hormonelle Signalübertragung des Eierstocks, die Eizellreifung sowie die Follikelentwicklung erfolgreich nachzubilden, ist eine bemerkenswerte Leistung. Dies wird wichtige Entdeckungen zur weiblichen reproduktiven Gesundheit erheblich beschleunigen.“
Ausblick: Fortschritte bei der Behandlung von Ovarialerkrankungen und in der Unfruchtbarkeitsforschung
Das Team plant, das Ovarialorganoidmodell durch die Integration weiterer Ovarialzelltypen, darunter hormonproduzierende Granulosazellen, zu verfeinern, um die komplexen Funktionen des Eierstocks genauer nachzubilden. Außerdem soll das Kultursystem verbessert werden, damit sich Eizellen vollständig zu reifen Eizellen entwickeln können, was möglicherweise neue Behandlungen gegen Unfruchtbarkeit ermöglicht.
„Frauen machen die Hälfte der Bevölkerung aus, dennoch erhält die Gesundheit von Frauen deutlich weniger Forschungsaufmerksamkeit und finanzielle Mittel als Erkrankungen, die Männer betreffen. Ich freue mich sehr über diesen wichtigen Fortschritt bei der Erforschung des menschlichen Eierstocks und hoffe, dass dieses Modell weitere Erkenntnisse zur weiblichen reproduktiven Gesundheit und zu verwandten Erkrankungen liefert“, sagte Dr. Don Ingber, Gründungsdirektor des Wyss Institute, Professor für Gefäßbiologie an der Harvard Medical School und Professor am Boston Children’s Hospital.
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