Nachrichten | Bemühungen um die Herstellung „funktionaler menschlicher Eizellen“ im Labor stoßen auf Hindernisse – OHSU-Team berichtet über Fortschritte und Herausforderungen
Nachrichten | Bemühungen, im Labor „funktionsfähige menschliche Eizellen“ herzustellen, stoßen auf ein Hindernis – OHSU-Team berichtet über Fortschritte und Herausforderungen
Ein Forschungsteam der Oregon Health & Science University (OHSU) ist bei seinem Versuch, menschliche Eizellen mittels somatischem Zellkerntransfer (SCNT) zu rekonstruieren, auf ein erhebliches Hindernis gestoßen. Unter der Leitung von Shoukhrat Mitalipov, der für wegweisende Forschung in der Embryologie bekannt ist, erregte das Team im Jahr 2022 weltweit Aufmerksamkeit, nachdem es aus Hautzellen erwachsener Mäuse im Labor Eizellen erzeugt hatte, aus denen drei gesunde Mäuse hervorgingen. Die jüngste, in Nature Communications veröffentlichte Studie zeigt jedoch, dass dieselbe Technik bei menschlichen Zellen schlecht funktioniert und zentrale Herausforderungen ungelöst bleiben.
In der Studie beschreibt das Team eine neue Strategie namens „Mitomeiose“, die darauf abzielt, die 46 Chromosomen einer somatischen Zelle zu halbieren und Embryonen mit verdoppelten Chromosomensätzen zu verhindern. Bei menschlichen Eizellen ist der Mechanismus jedoch weitaus komplexer als bei Mäusen. Die Forschenden stellten fest, dass das Zytoplasma der menschlichen Eizelle nach der Injektion somatischer Zell-DNA in eine Eizelle den Mechanismus der Chromosomentrennung aktiv abschaltete. Dadurch konnte die Eizelle die überschüssigen Chromosomen nicht wie vorgesehen abstoßen.
Um die Zellaktivität wiederherzustellen, kombinierte das Team elektrische Stimulation mit Roscovitin. Die Chromosomenverteilung erfolgte jedoch zufällig und führte nicht zu einem vollständigen haploiden Satz mit den Chromosomen 1–22 und einem X-Chromosom. Obwohl die durchschnittliche Chromosomenzahl nahe bei 23 lag, wies jede Eizelle eine falsche Chromosomenkombination auf. Von den anschließend befruchteten 82 Eizellen hatte keine eine normale Chromosomenzahl, und weniger als 10% entwickelten sich bis zum Blastozystenstadium.
Dies unterschied sich deutlich von der natürlichen Meiose. Normalerweise rekombinieren homologe Chromosomen während der Meiose und trennen sich anschließend zu einem haploiden Satz aus 23 rekombinierten Chromosomen. In dieser Studie durchliefen die entstandenen Eizellen jedoch keine Rekombination und enthielten stattdessen intakte Chromosomen eines der beiden Elternteile des Spenders der somatischen Zelle, wodurch jeder Embryo chromosomal auffällig war.
Die Entwicklungsbiologin Amander Clark von der UCLA erklärte, die Transparenz der Studie sei besonders wichtig: „Die Daten sind eindeutig: Diese Technologie ist nicht bereit für den klinischen oder reproduktiven Einsatz.“
Dennoch erklärte Mitalipov, das Team arbeite an zwei zentralen Herausforderungen:
Erstens, zuverlässig menschliche Eizellen mit 23 Chromosomen herzustellen; zweitens, eine normale Chromosomenrekombination zu erreichen.
Das Team testet durch CRISPR ausgelöste Doppelstrangbrüche an Rekombinations-Hotspots der Chromosomen, um natürlichkeitsähnliche Crossovers zu fördern. Er erklärte, die Daten seien noch nicht veröffentlicht, doch vorläufige Ergebnisse machten das Team hinsichtlich einer klinischen Anwendung innerhalb des nächsten Jahrzehnts „vorsichtig optimistisch“.
Neben den technischen Fragen sind die rechtlichen und ethischen Fragen ebenso komplex. Hank Greely, Direktor des Center for Law and the Biosciences der Stanford University, erklärte, ob die Methode unter Verbote des Klonens auf Ebene der Bundesstaaten falle, hänge davon ab, wie diese Gesetze „Klonen“ genau definierten. In den Vereinigten Staaten gibt es kein umfassendes bundesweites Verbot des Klonens von Menschen, doch einige Bundesstaaten untersagen die Erzeugung oder Zerstörung menschlicher Embryonen zu Forschungszwecken. Der Kongress verhindert zudem weiterhin Anträge auf klinische Studien mit genetisch veränderten Embryonen, sodass die FDA solche Projekte nicht prüfen kann.
Die Forschung wird derzeit hauptsächlich durch einen Zuschuss von $4 Millionen von Open Philanthropy sowie durch Longevity Impetus Grants unterstützt, die von mehreren Technologieunternehmern und Spendern aus der Kryptowährungsbranche finanziert werden.
Im Gegensatz zu den Beschränkungen in den USA erlaubten die japanischen Aufsichtsbehörden Forschenden im Juli dieses Jahres ausdrücklich, menschliche Embryonen aus stammzellabgeleiteten Spermien oder Eizellen ausschließlich zu Forschungszwecken zu erzeugen. Dies gilt als Zeichen einer weltweit schrittweisen Lockerung der regulatorischen Haltung.
Clark schloss: „IVG könnte eine Versorgungslücke für Menschen mit einem schweren Mangel an Eizellen oder geringer ovarieller Reserve schließen, während die IVF selbst an die Grenzen dessen stößt, was sie leisten kann. Eine echte klinische Anwendung muss jedoch auf wissenschaftlicher Transparenz, öffentlicher Beteiligung und einer gründlichen Risikobewertung beruhen.“
Nachrichten | Bemühungen um die Herstellung „funktionaler menschlicher Eizellen“ im Labor stoßen auf Hindernisse – OHSU-Team berichtet über Fortschritte und Herausforderungen
Nachrichten | Bemühungen, im Labor „funktionsfähige menschliche Eizellen“ herzustellen, stoßen auf ein Hindernis – OHSU-Team berichtet über Fortschritte und Herausforderungen
Ein Forschungsteam der Oregon Health & Science University (OHSU) ist bei seinem Versuch, menschliche Eizellen mittels somatischem Zellkerntransfer (SCNT) zu rekonstruieren, auf ein erhebliches Hindernis gestoßen. Unter der Leitung von Shoukhrat Mitalipov, der für wegweisende Forschung in der Embryologie bekannt ist, erregte das Team im Jahr 2022 weltweit Aufmerksamkeit, nachdem es aus Hautzellen erwachsener Mäuse im Labor Eizellen erzeugt hatte, aus denen drei gesunde Mäuse hervorgingen. Die jüngste, in Nature Communications veröffentlichte Studie zeigt jedoch, dass dieselbe Technik bei menschlichen Zellen schlecht funktioniert und zentrale Herausforderungen ungelöst bleiben.
In der Studie beschreibt das Team eine neue Strategie namens „Mitomeiose“, die darauf abzielt, die 46 Chromosomen einer somatischen Zelle zu halbieren und Embryonen mit verdoppelten Chromosomensätzen zu verhindern. Bei menschlichen Eizellen ist der Mechanismus jedoch weitaus komplexer als bei Mäusen. Die Forschenden stellten fest, dass das Zytoplasma der menschlichen Eizelle nach der Injektion somatischer Zell-DNA in eine Eizelle den Mechanismus der Chromosomentrennung aktiv abschaltete. Dadurch konnte die Eizelle die überschüssigen Chromosomen nicht wie vorgesehen abstoßen.
Um die Zellaktivität wiederherzustellen, kombinierte das Team elektrische Stimulation mit Roscovitin. Die Chromosomenverteilung erfolgte jedoch zufällig und führte nicht zu einem vollständigen haploiden Satz mit den Chromosomen 1–22 und einem X-Chromosom. Obwohl die durchschnittliche Chromosomenzahl nahe bei 23 lag, wies jede Eizelle eine falsche Chromosomenkombination auf. Von den anschließend befruchteten 82 Eizellen hatte keine eine normale Chromosomenzahl, und weniger als 10% entwickelten sich bis zum Blastozystenstadium.
Dies unterschied sich deutlich von der natürlichen Meiose. Normalerweise rekombinieren homologe Chromosomen während der Meiose und trennen sich anschließend zu einem haploiden Satz aus 23 rekombinierten Chromosomen. In dieser Studie durchliefen die entstandenen Eizellen jedoch keine Rekombination und enthielten stattdessen intakte Chromosomen eines der beiden Elternteile des Spenders der somatischen Zelle, wodurch jeder Embryo chromosomal auffällig war.
Die Entwicklungsbiologin Amander Clark von der UCLA erklärte, die Transparenz der Studie sei besonders wichtig: „Die Daten sind eindeutig: Diese Technologie ist nicht bereit für den klinischen oder reproduktiven Einsatz.“
Dennoch erklärte Mitalipov, das Team arbeite an zwei zentralen Herausforderungen:
Erstens, zuverlässig menschliche Eizellen mit 23 Chromosomen herzustellen; zweitens, eine normale Chromosomenrekombination zu erreichen.
Das Team testet durch CRISPR ausgelöste Doppelstrangbrüche an Rekombinations-Hotspots der Chromosomen, um natürlichkeitsähnliche Crossovers zu fördern. Er erklärte, die Daten seien noch nicht veröffentlicht, doch vorläufige Ergebnisse machten das Team hinsichtlich einer klinischen Anwendung innerhalb des nächsten Jahrzehnts „vorsichtig optimistisch“.
Neben den technischen Fragen sind die rechtlichen und ethischen Fragen ebenso komplex. Hank Greely, Direktor des Center for Law and the Biosciences der Stanford University, erklärte, ob die Methode unter Verbote des Klonens auf Ebene der Bundesstaaten falle, hänge davon ab, wie diese Gesetze „Klonen“ genau definierten. In den Vereinigten Staaten gibt es kein umfassendes bundesweites Verbot des Klonens von Menschen, doch einige Bundesstaaten untersagen die Erzeugung oder Zerstörung menschlicher Embryonen zu Forschungszwecken. Der Kongress verhindert zudem weiterhin Anträge auf klinische Studien mit genetisch veränderten Embryonen, sodass die FDA solche Projekte nicht prüfen kann.
Die Forschung wird derzeit hauptsächlich durch einen Zuschuss von $4 Millionen von Open Philanthropy sowie durch Longevity Impetus Grants unterstützt, die von mehreren Technologieunternehmern und Spendern aus der Kryptowährungsbranche finanziert werden.
Im Gegensatz zu den Beschränkungen in den USA erlaubten die japanischen Aufsichtsbehörden Forschenden im Juli dieses Jahres ausdrücklich, menschliche Embryonen aus stammzellabgeleiteten Spermien oder Eizellen ausschließlich zu Forschungszwecken zu erzeugen. Dies gilt als Zeichen einer weltweit schrittweisen Lockerung der regulatorischen Haltung.
Clark schloss: „IVG könnte eine Versorgungslücke für Menschen mit einem schweren Mangel an Eizellen oder geringer ovarieller Reserve schließen, während die IVF selbst an die Grenzen dessen stößt, was sie leisten kann. Eine echte klinische Anwendung muss jedoch auf wissenschaftlicher Transparenz, öffentlicher Beteiligung und einer gründlichen Risikobewertung beruhen.“
Quelle:
Online gesammelt