En mus mor med hendes glødende hvalp, født fra en 3D-printet æggestok. Billede: Northwestern University
Frugtbarhed er blevet en vigtig målgruppe for regenerativ medicin. Hvad nu, hvis den tænkning, der går, videnskab og medicin kunne bruges til blot at gendanne fertilitet for kvinder, der af den ene eller anden grund ikke længere har det? I mus, forskerne nu har gjort netop det.
I et nyt papir ud tirsdag i Nature Communications, forskere ved Northwestern University, fortæller, at de med succes fjernet en mus æggestok og erstattet den med en 3D-printet en fra sin egen ovariefolliklerne. Hvad mere er, ved hjælp af de bioprosthetic æggestokkene, musene var i stand til at ægløsning ligesom normale, mate, give fødsel til sunde mus hvalpe, og selv sygeplejerske dem.
“Den idé ville være, at en ung cancer patient, der skal gennemgå kemoterapi ville have en æggestok taget ud, før den første sterilisation behandling, at vævet bevares, hendes ovariefolliklerne isoleret og derefter, når hun er klar, vi kunne give hende en ny æggestok,” Teresa Woodruff, en reproduktiv forsker og direktør for Women ‘ s Health Research Institute på Northwestern fortalte Gizmodo.
Men det er ikke engang den fedeste del. I de seneste år, andre forskere har faktisk trukket ud af denne bedrift i mus ved at bruge 3D-print et par gange. Men den menneskelige æggestokkene er meget større og mere kompliceret end mus æggestokkene, og der har været bekymring for, at det materiale og metode til at konstruere æggestokkene ikke ville holde op, hvis du har prøvet det samme i mennesker.
“Vores virkelige forhånd var her, at bruge gelatine, et biomateriale, der gør de fleste af vores bløde væv, og gøre en æggestok proxy,” sagde Woodruff. “Der kommer til at være vigtigt for hele området tissue engineering”.
Woodruff og hendes team var i stand til at lave en struktur, der var stive nok til at stå op til operation, men også porøs nok til at arbejde med mus er kroppens væv. De fandt også, at det mønster, som den nye æggestok blev trykt havde en betydelig indvirkning på, om æggestokkene protese, der rent faktisk virkede.
Her er hvordan det virker: Forskere fjernet mus æggestokkene for at sterilisere dem, så er bevaret ovarievæv og isolerede sin hormon-producerende celler, der understøtter umodne æg. Ved hjælp af en 3D-printer og gelatine, som de derefter udskrives den grundlæggende struktur i æggestokkene, og behandlede det med den kultiverede ovariefolliklerne. Disse æggestokke blev derefter kirurgisk transplanteret tilbage i mus, hvor deres æg celler, som derefter begyndte at modne og ægløsning. Blodkar dannes der tillod hormoner til at cirkulere i mus blodbanen for at tage sig af alle de andre dele af graviditet, som ammende efter fødslen.
Og til sidst, mus fødte hvalpe. Hvalpene blev også manipuleret til at gløde, som en måde at holde styr på, hvilke der var født af mødre med bioprosthetic organer.
Woodruff sagde, at det endelige mål var ikke bare for at give kvinder mulighed for at blive gravid, men for at genoprette den samlede sundhedsudgifter af en kvindes endokrine system.
“Nogle mennesker bare tænker på æggestokkene, som frugtbarhed,” sagde hun. “Men det er mere end det. Det er en del af det samlede system af en kvindes helbred.”
Der er en masse interesse i at bruge den nyeste teknologi til at genoprette og forbedre frugtbarhed, og en masse skøre planer for, hvordan de skal gøre det. Woodruff arbejde, men kan være en af de mest realistiske tilgange endnu. Allerede det har vist sig at arbejde i mus flere gange. På dette tidspunkt, meget af hvad der er behov for at udarbejde detaljerne i, hvordan det bedst vil oversætte det til mennesker. Woodruff håber at løse nogle af de udfordringer, som at finde en metode til udskrivning, der skaber de bedste chancer for at ægget celler modnes, og et materiale, som vil skabe en holdbar organ, der varer i mennesker.
Woodruff ‘ s lab har været på hår kanten af frugtbarhed teknologi flere gange. Tidligere dette år, hendes lab bruge væv kulturer til at skabe en miniature 3D-model af det kvindelige reproduktive tarmkanalen, en “periode i et fad.” Og de har med succes vokset umodne ægceller i gamle dem i et laboratorium. Føderal finansiering regler, der har forhindret hende i at tage denne forskning yderligere og befrugte ægget til at se, hvordan det fortsætter med at udvikle sig, men hun søger ikke-statslig finansiering til at fortsætte med det.
Lab ‘ s arbejde vil blive testet i svin, og der er en rimelig mængde af arbejde, der skal gøres, før den er klar for mennesker. Men, Woodruff siger, at der ikke vil være alt for langt ude i fremtiden.
“Det er mindre end 10 år væk mennesker,” sagde hun. “Vi er der bare ikke endnu.”
[Nature Communications]