Stamceller kan forbedre effektiviteten af fertilitetsbehandlinger

Et nyt studie ledet af forskere ved Københavns Universitet har vist, at en usædvanlig alsidig og regenerativ stamcelle i tidlige embryoner kan være nøglen til at skabe nye, effektive behandlinger mod infertilitet. Musestudiet, der er offentliggjort i tidsskriftet Cell og har titlen "The primitive endoderm supports lineage plasticity to enable regulative development", åbner op for nye perspektiver på dette område.

Graviditet er en kompleks proces, der kræver, at en sædcelle finder et æg og befrugter det i æggelederen. Ægget begynder derefter at dele sig og bliver efter fem dage til en blastocyst, som til sidst udvikler sig til et foster. Men i takt med at infertilitet bliver et mere almindeligt problem, stiger antallet af personer, der benytter reproduktionsteknologier. I Danmark tegner sådanne tilfælde sig for hver ottende graviditet.

På trods af dette er succesraten for sådanne procedurer fortsat lav og ligger kun på omkring 20-30%, afhængigt af kvindens alder og fertilitet. Nu har forskere ved Københavns Universitet gjort et gennembrud, der kan føre til bedre fertilitetsbehandlinger i fremtiden.

"Vi studerer celler i museembryoer kaldet primitiv endoderm eller hypoblast. Vi fandt ud af, at disse celler er unikke og i stand til at skabe deres eget embryo. Dette er særligt spændende, fordi en nylig undersøgelse viste, at primitiv endoderm er den eneste celletype i embryoet, der er forbundet med høj implantationssucces i kliniske forsøg," siger studerende og førsteforfatter af undersøgelsen Madeleine Linneberg-Agerholm.

Hun tilføjer: "Disse celler giver normalt næring og støtte til et normalt embryo, men når vi isolerer dem, kan de selv skabe et embryo, hvilket er en meget overraskende opdagelse."

Forskerne fandt også ud af, at stamceller fra den primitive endoderm, der dyrkes i laboratoriet, udvikler sig i en petriskål til at danne "embryonale stamcellemodeller" kaldet blastoider med meget høj effektivitet. Disse modeller kan være et vigtigt værktøj til at opdage nye lægemidler, der kan forbedre IVF-resultater.

"Dette kan være særligt vigtigt for at forbedre nuværende fertilitetsbehandlinger, da plasticitet og modstandsdygtighed kan være nøglen til at sikre, at embryoner overlever i laboratoriet og under overførsel til moderen," siger professor Joshua Brickman, seniorforfatter af undersøgelsen.

Selvom undersøgelsen blev udført på mus, planlægger forskerne allerede at udføre lignende undersøgelser på menneskelige stamceller.

Primitiv endoderm som et "bogmærke"

Når embryoet begynder at udvikle sig, er det en enkelt celle, som derefter bliver til en klynge af celler, hvor de ydre celler bliver den fremtidige placenta, og de indre celler danner den primitive endoderm, den fremtidige blommesæk eller epiblasten, som danner selve embryoet.

"Det sidste stadie i blastocystudviklingen er den primitive endoderm. Og hvis man fjerner alt omkring den primitive endoderm, 'husker' den på en eller anden måde, hvordan man laver et embryo, og kan gøre det selv," forklarer Brickman.

"Vi viste også, at disse celler i den primitive endoderm husker, hvordan man laver andre celletyper, fordi de har transkriptionsfaktorer, der sidder på DNA'et ved vigtige regulatoriske sekvenser (enhancers), som f.eks. bogmærker. Disse faktorer gør normalt ikke noget, men de kan huske, hvad de skal gøre, hvis der er et problem. Tænk på genomet som en bog. Disse bogmærker minder dig om, hvilken side instruktionerne er på for at lave andre celletyper."

Det manglende led?

Forskerne håber, at deres resultater vil hjælpe med at forstå, hvordan man kan forbedre chancerne for vellykket IVF og give mere indsigt i, hvorfor nogle mennesker har svært ved at blive gravide.

"I tilfælde hvor kvinder har svært ved at blive gravide, kan en defekt i den primitive endoderm være årsagen, da den ikke kun sørger for næring, men også kan spille en vigtig rolle i at reparere skader. Dette er stadig blot en hypotese, men det er bemærkelsesværdigt, at denne celletype er en så stærk indikator for vellykket implantation," siger Brickman.

I øjeblikket fokuserer forskere på en bedre forståelse af funktionerne af primitiv endoderm og på at forbedre eksisterende humane primitive endodermstamceller.

"Vi mener, at dette indikerer, at den tidlige primitive endoderm er en struktur, der er i stand til at regenerere manglende linjer, når de er beskadiget. Da vi har skabt primitive endoderm-stamceller, kan undersøgelse af dem og de signaler, der styrer dem, føre til forbedrede IVF-behandlinger," tilføjer Brickman.