Primitiva mänskliga ägg mognade i labbet för första gången

av Jessica Hamzelou

mänskliga ägg har mognat från sitt mest primitiva tillstånd till full utveckling i labbet för första gången. De resulterande äggen är redo att befruktas och, om de är friska, kan i teorin användas för att främja IVF-behandlingar samt hjälpa kvinnor som hade cancer när de var unga.

” det är verkligen spännande”, säger Michael Dahan vid McGill University Health Center i Montreal, Kanada, som inte var inblandad i arbetet. ”Det har potential att förbättra behandlingen.”

forskare har försökt utveckla mänskliga ägg-och spermier i laboratoriet i flera år för att bättre förstå hur dessa celler fungerar och förbättra behandlingarna för det växande antalet infertila par och individer. Men tills nu har de bara lyckats med det hos djur som möss.

”att arbeta med musvävnad är otroligt enkelt”, säger Evelyn Telfer vid University of Edinburgh, som ledde det nya arbetet. ”Sammansättningen av mänsklig vävnad är helt annorlunda och är inte enkel.”Detta beror delvis på närvaron av flera stödjande celler som omger ägget, vilket gör det svårare att komma åt och arbeta med, säger hon.

Telfers team har övervunnit detta hinder genom att fortsätta med sin teknik i flera år och ständigt tweaking det för att få förutsättningarna rätt för äggtillväxt. ”Vi har varit hausse”, säger Telfer. I sitt förfarande börjar laget med små bitar av äggstocksvävnad, taget från 10 kvinnliga volontärer under kejsarsnittskirurgi.teamet letar sedan efter vad som kallas ”primordiala folliklar” – små strukturer som var och en har potential att släppa ett ägg. Kvinnor tros födas med alla folliklar de någonsin kommer att ha. De flesta folliklar förblir inaktiva under en kvinnas liv, men vissa börjar växa för att släppa ett ägg i ägglossningen. ”Hos människor kan de sitta där i 40 år innan de börjar växa”, säger Telfer.

helt mogna

de primordiala folliklarna placeras sedan i en näringsrik vätska, där de börjar växa. Det finns ingen speciell ingrediens som startar tillväxten, säger Telfer. Hon tror att handlingen att hugga upp äggstocken är tillräcklig för att aktivera utvecklingen. Detta chimes med resultaten från en japansk grupp, som i huvudsak hugger upp bitar av kvinnors äggstockar och implanterar dem igen för att förbättra deras fertilitet.

Telfer och hennes kollegor tog sedan bort de enskilda äggen från varje follikel och fokuserade på att få dem att växa på egen hand till en storlek du skulle se vid ägglossningen.

medan några av äggen misslyckades under vägen fortsatte en bråkdel att utvecklas till ett helt moget tillstånd. Teamet kunde berätta att dessa ägg var redo att befruktas eftersom de hade genomgått ett nyckelstadium av celldelning, där antalet kromosomer halveras. Slutresultatet är en stor äggcell med 23 oparade kromosomer – redo att kombineras med en spermiecell – och en mycket mindre sfär av cytoplasma som innehåller de andra kromosomerna, som är känd som en polär kropp. Dessa tenderar att brytas ner i en kvinnas kropp.

av de 310 primordiala folliklarna som laget började med överlevde 87 experimentets inledande skede. Från dessa kunde laget få 32 helt mogna ägg. Hela processen tog mellan 21 och 22 dagar.

dessa ägg är tekniskt redo att befruktas med spermier. Teamet har ännu inte en licens för att göra detta, men har ansökt om en. Om det kan leda till friska embryon kan tekniken potentiellt användas i en rad fertilitetsbehandlingar.

unga flickor med cancer har ofta bitar av äggstockarna bort innan de får behandlingar som kan skada deras äggtillförsel. Tanken är att implantera vävnaden igen när tjejerna är äldre och redo att starta en familj. Men ibland är detta inte idealiskt – vävnaden kan till exempel innehålla kvarvarande cancerceller.

bättre IVF

Telfer teknik kan ge ett alternativ. Om mogna ägg kunde utvecklas från äggstocksvävnaden i labbet, kunde dessa befruktas Som en del av IVF, vilket gör att endast de resulterande embryona kan implanteras.

i teorin kan tekniken också användas för att förbättra IVF. För närvarande ges kvinnor som väljer IVF ofta hårda hormonella behandlingar, vilket utlöser frisättningen av flera ägg. Dessa samlas sedan in och befruktas med spermier i labbet. Ibland kan äggen vara för omogna att använda, säger Dahan. I dessa fall finns det en chans att den nya tekniken kan få dem att skrapa, öka det totala antalet tillgängliga för IVF och öka kvinnans odds för att bli gravid. ”Det är något vi kunde använda för att hjälpa till att utveckla Vi skulle ha varit tvungna att kasta bort tidigare”, säger han.

det finns andra potentiella fördelar med IVF. Om äggstocksvävnad kan användas för att få mogna äggceller i laboratoriet, varför inte kringgå hormonella behandlingar och äggutvinning helt och hållet? Kirurgi för att ta bort en bit äggstock är invasiv, och riskerna skulle inte vara motiverade i de flesta fall, säger Dahan. Men för kvinnor som redan har operation, till exempel för endometrios – en vanlig orsak till kvinnlig infertilitet – kan detta vara ett alternativ i framtiden, säger han.

innan det måste laget vara säker på att äggen är friska. Medan de verkar helt mogna, är de inte identiska med de som frigörs av äggstockar. I synnerhet är de polära kropparna de producerar mycket större än normalt – minst dubbelt så stora, säger Telfer.

detta kan vara ofarligt, eftersom de polära kropparna kasseras ändå, men om äggen förlorar på värdefull cytoplasma – inklusive de energiförsörjande facken som den innehåller-kan de hamna sämre som ett resultat.

under tiden hoppas Telfer att tekniken hjälper henne och andra att förstå mer om hur ägg utvecklas och vad som går fel i fertilitetsstörningar som leder till brist på ägg, känd som primär ovarieinsufficiens. ”Det finns flera villkor där kvinnor förlorar sina ägg mycket tidigare i livet, eller de växer inte”, säger hon. ”Om vi kunde förstå processen … kunde vi utveckla behandlingar för det.”