Nachrichten | Erste Echtzeitbilder der menschlichen Embryoimplantation in 3D markieren bedeutenden wissenschaftlichen Durchbruch
Wissenschaftler des Institute for Bioengineering of Catalonia (IBEC) und des Dexeus University Hospital haben die ersten dreidimensionalen Echtzeitbilder eines menschlichen Embryos aufgenommen, der sich auf einer Laborplattform einnistet. Dieser Durchbruch gewährt neue Einblicke in eine der rätselhaftesten Phasen der menschlichen Fortpflanzung und eröffnet eine neue Perspektive für die Unfruchtbarkeitsforschung und die assistierte Reproduktion. Die Ergebnisse wurden in Science Advances veröffentlicht.
Eine fehlgeschlagene Einnistung in der Gebärmutter ist eine der Hauptursachen für Unfruchtbarkeit und Fehlgeburten und spielt bei etwa 60% der Fehlgeburten eine Rolle. Bisher hatten Wissenschaftler nur statische Aufnahmen dieses Vorgangs. Der Studienleiter Samuel Ojosnegros, PhD, Leiter der IBEC-Forschungsgruppe für Bioengineering im Bereich reproduktiver Gesundheit, sagte: „Wir beobachteten, dass der menschliche Embryo während der Einnistung wie ein Bohrer wirkt: Er setzt Enzyme frei, die Gewebe abbauen, und übt zugleich erhebliche Kräfte aus, um kollagenreiche Fasern zu durchdringen. Dieser sehr invasive Vorgang könnte erklären, warum manche Frauen während der Einnistung Bauchschmerzen oder leichte Blutungen haben.“
Der Embryo setzt nicht nur Enzyme frei, die die umgebende Matrix abbauen, sondern formt durch Zugkräfte auch das uterine Mikroenvironment um. Dadurch kann er sich zur Nährstoffversorgung mit den Blutgefäßen der Mutter verbinden. Das Teammitglied Amélie Godeau ergänzte: „Wir sahen, wie der Embryo die uterine Matrix aktiv zog und neu organisierte und auf äußere mechanische Signale reagierte. Dies deutet darauf hin, dass Kontraktionen der Gebärmutter den Einnistungserfolg im Körper regulieren könnten.“
Für die Echtzeitbildgebung entwickelte das IBEC-Team eine Plattform, die die Umgebung der Gebärmutter simuliert. Eine künstliche Matrix aus Kollagen und verschiedenen Proteinen ersetzte das tatsächliche Gebärmuttergewebe und ermöglichte menschlichen Embryonen die In-vitro-Einnistung. Die Fluoreszenzbildgebung erfasste den dynamischen Prozess und quantifizierte erstmals den mechanischen Fingerabdruck des Embryos.
Vergleichende Experimente zeigten deutliche Unterschiede zwischen der Einnistung beim Menschen und bei der Maus. Mäuseembryonen sind hauptsächlich von Falten umschlossen, die Krypten in der Gebärmutter bilden, während sich menschliche Embryonen aktiv nach innen bewegen, vollständig in das Gebärmuttergewebe eindringen und sich von innen nach außen radial ausdehnen. Diese artspezifische mechanische Strategie liefert wichtige Hinweise für die vergleichende Forschung und künftige reproduktionsmedizinische Interventionen.
Die Studie wurde von der Barcelona Stem Cell Bank (IDIBELL), der University of Barcelona, der Tel Aviv University, dem spanischen Biomedical Research Networking Center (CIBER) und dem Institute for Research in Biomedicine Barcelona (IRB) unterstützt. Alle Embryonen wurden vom Dexeus University Hospital gespendet.
Die IBEC-Forscherin und Mit-Erstautorin Anna Seriola fasste zusammen: „Unsere Plattform ermöglicht es erstmals, die Dynamik und die mechanischen Kräfte der Embryoimplantation unter Laborbedingungen zu quantifizieren. Sie hilft uns zu verstehen, wie sich Embryonen einnisten, und könnte zu höheren Erfolgsraten der assistierten Reproduktion beitragen.“
Nachrichten | Erste Echtzeitbilder der menschlichen Embryoimplantation in 3D markieren bedeutenden wissenschaftlichen Durchbruch
Nachrichten | Erste Echtzeitbilder der menschlichen Embryoimplantation in 3D markieren bedeutenden wissenschaftlichen Durchbruch
Wissenschaftler des Institute for Bioengineering of Catalonia (IBEC) und des Dexeus University Hospital haben die ersten dreidimensionalen Echtzeitbilder eines menschlichen Embryos aufgenommen, der sich auf einer Laborplattform einnistet. Dieser Durchbruch gewährt neue Einblicke in eine der rätselhaftesten Phasen der menschlichen Fortpflanzung und eröffnet eine neue Perspektive für die Unfruchtbarkeitsforschung und die assistierte Reproduktion. Die Ergebnisse wurden in Science Advances veröffentlicht.
Eine fehlgeschlagene Einnistung in der Gebärmutter ist eine der Hauptursachen für Unfruchtbarkeit und Fehlgeburten und spielt bei etwa 60% der Fehlgeburten eine Rolle. Bisher hatten Wissenschaftler nur statische Aufnahmen dieses Vorgangs. Der Studienleiter Samuel Ojosnegros, PhD, Leiter der IBEC-Forschungsgruppe für Bioengineering im Bereich reproduktiver Gesundheit, sagte: „Wir beobachteten, dass der menschliche Embryo während der Einnistung wie ein Bohrer wirkt: Er setzt Enzyme frei, die Gewebe abbauen, und übt zugleich erhebliche Kräfte aus, um kollagenreiche Fasern zu durchdringen. Dieser sehr invasive Vorgang könnte erklären, warum manche Frauen während der Einnistung Bauchschmerzen oder leichte Blutungen haben.“
Der Embryo setzt nicht nur Enzyme frei, die die umgebende Matrix abbauen, sondern formt durch Zugkräfte auch das uterine Mikroenvironment um. Dadurch kann er sich zur Nährstoffversorgung mit den Blutgefäßen der Mutter verbinden. Das Teammitglied Amélie Godeau ergänzte: „Wir sahen, wie der Embryo die uterine Matrix aktiv zog und neu organisierte und auf äußere mechanische Signale reagierte. Dies deutet darauf hin, dass Kontraktionen der Gebärmutter den Einnistungserfolg im Körper regulieren könnten.“
Für die Echtzeitbildgebung entwickelte das IBEC-Team eine Plattform, die die Umgebung der Gebärmutter simuliert. Eine künstliche Matrix aus Kollagen und verschiedenen Proteinen ersetzte das tatsächliche Gebärmuttergewebe und ermöglichte menschlichen Embryonen die In-vitro-Einnistung. Die Fluoreszenzbildgebung erfasste den dynamischen Prozess und quantifizierte erstmals den mechanischen Fingerabdruck des Embryos.
Vergleichende Experimente zeigten deutliche Unterschiede zwischen der Einnistung beim Menschen und bei der Maus. Mäuseembryonen sind hauptsächlich von Falten umschlossen, die Krypten in der Gebärmutter bilden, während sich menschliche Embryonen aktiv nach innen bewegen, vollständig in das Gebärmuttergewebe eindringen und sich von innen nach außen radial ausdehnen. Diese artspezifische mechanische Strategie liefert wichtige Hinweise für die vergleichende Forschung und künftige reproduktionsmedizinische Interventionen.
Die Studie wurde von der Barcelona Stem Cell Bank (IDIBELL), der University of Barcelona, der Tel Aviv University, dem spanischen Biomedical Research Networking Center (CIBER) und dem Institute for Research in Biomedicine Barcelona (IRB) unterstützt. Alle Embryonen wurden vom Dexeus University Hospital gespendet.
Die IBEC-Forscherin und Mit-Erstautorin Anna Seriola fasste zusammen: „Unsere Plattform ermöglicht es erstmals, die Dynamik und die mechanischen Kräfte der Embryoimplantation unter Laborbedingungen zu quantifizieren. Sie hilft uns zu verstehen, wie sich Embryonen einnisten, und könnte zu höheren Erfolgsraten der assistierten Reproduktion beitragen.“
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