3-D gedruckte Ovarien sollen die Fruchtbarkeit wiederherstellen 

Wissenschaftler haben Fortschritte bei der Wiederherstellung der Fruchtbarkeit nach einer Chemotherapie gemacht. Der Schlüssel liegt im Drucken von Organen wie z.B. Ovarien, die dann in den Körper eingesetzt werden.

Laut des Center for Disease Control, betrifft Unfruchtbarkeit etwa ein Zehntel aller Frauen im gebährfähigen Alter. Eine vernichtende Diagnose, da es sich oft schwierig gestaltet, diese erfolgreich zu behandeln. Viele dieser Frauen wurden zuvor mit irgendeiner Form von Krebs diagnostiziert und mussten sich einer Chemo- oder Strahlentherapie als Teil der Behandlung unterziehen. Dadurch werden Betroffene häufig steril, unabhängig davon, wo sich der Tumor befunden hat. Bevor sie eine Chemo- oder Strahlentherapie beginnen, entscheiden sich zahlreiche Frauen dafür, ihre unreifen Eizellen einzufrieren, um sie vor Schäden zu bewahren, jedoch sind die Ovarien oft beschädigt oder verändert.

Ovarienfunktion

Der Eierstock ist das zentrale Organ des weiblichen Fortpflanzungssystems. Frauen haben für gewöhnlich zwei davon, einen auf jeder Seite der Gebärmutter, diese sind durch Eileiter mit dem Uterus verbunden. Jeder Eierstock besteht aus unreifen Eizellen und anderen endokrinen Zellen, die Follikel genannt werden. Zur Zeit der Geburt verfügen die Eierstöcke der Frau bereits über alle Eizellen. Wenn sie in die Pubertät kommt, reist jeden Monat ein Ei vom Eierstock durch den Eileiter in die Gebärmutter, wo die Eizelle befruchtet werden kann und eine Schwangerschaft entsteht.

Jeder Eierstock schüttet auch Hormone aus, die dabei helfen, die Phasen des Fortpflanzungszyklus zu regulieren. Aus diesem Grund ist dieses Organ für die Fruchtbarkeit, Aufrechterhaltung einer Schwangerschaft und andere Regulativfunktionen bei jungen Frauen notwendig. Obwohl Forscher versucht haben, Ovarien nach einer Chemotherapie und Bestrahlung zu verpflanzen oder zu reparieren, gibt es momentan noch keine zuverlässige Lösung. Wissenschaftler arbeiten jedoch gerade an einer Methode des Ersatz-Druckens.

3-D-Biodrucken

Ein Zweig der regenerativen Medizin ist entstanden, in dem Forscher Methoden entwickeln, die den Einsatz von 3-D-Druckern umfasst, um Gewebe und andere Strukturen im Körper herzustellen. Dieses Feld ist immer noch jung, besonders wenn es darum geht, funktionierende menschliche Körperteile zu bilden.

Für diesen Prozess werden 3-D-Drucker mit Biomaterial geladen. Im Falle eines Eierstockes ist es Gelatine, die dabei hilft, die Struktur des Organs herzustellen. Einem vorprogrammierten Entwurf folgend, überlappt der Drucker dünne Schichten der Gelatine, um die Form zu gestalten. Anschließend werden die Eifollikel in das gedruckte Organ eingefügt. Da die Struktur aus Organzellen besteht, hofft man, dass das gedruckte Organ anfängt, normal zu funktionieren.

Forscher studieren diesen Prozess für jeden Teil des Körpers, vom Drucken von Knorpeln und Blutgefäßen bis hin zu komplexen Organen wie Nieren, Leber und Lungen. Viele dieser Drucke sind gerade in der Testphase und werden in kleinere Tiere eingepflanzt.

Der Druck von Mäuse-Eierstöcken

Dr. Teresa Woodruff von der Northwestern University hat vor Kurzem einen Durchbruch ihres Teams im Feld des Druckens von Reproduktionsorganen angekündigt. Mit einem 3-D Drucker wurde der Eierstock einer Maus repliziert und lebendige Mausfollikel wurden tief in der Struktur eingepflanzt. Nachdem die Lebensfähigkeit der Follikelzellen acht Tage später sichergestellt wurde, implantierten die Forscher einen Eierstock in sieben sterilisierten Mäusen. Nach der Paarung produzierten zwei der Nagetiere erfolgreich lebende Nachkommen. Dies bedeutet, dass nach der Transplantation die Kreislauf- und endokrinen Systeme der Maus den neuen Eierstock in das bestehende Rahmenwerk integrierten, was eine der größten Herausforderungen für diese Art von Verfahren ist.

Wie geht es weiter?

In Zukunft hoffen Woodruff und ihr Team, dass Ärzte vor der Krebsbehandlung die Follikel entfernen, um sie in einem gedrucktem Eierstock für eine spätere Transplantation zu lagern, wenn die Patientin wieder krebsfrei ist. Die größte Schwierigkeit, die sich bei der Einpflanzung von Organen in Menschen ergibt, heißt Vaskularisierung. Obwohl die Blutgefäße der Mäuse den transplantieren Eierstock ohne Weiteres annahmen, sind menschliche Organe deutlich größer und der Prozess ist nicht so einfach.

Diese Forschung ist ein gutes Zeichen für das gesamte Gebiet der regenerativen Medizin. Obwohl es andere Herausforderungen gibt, um bestimmte Organe zu drucken, ist das größte Hindernis die Herstellung einer Struktur, die normal als Teil des Körpers funktioniert. Der Beweis, dass ein gedruckter Eierstock lebendige Nachkommen produzieren kann, auch wenn dies nur bei Mäusen der Fall ist, zeigt, dass es hier eine Zukunft für die Medizin gibt. Forscher arbeiten weltweit an ähnlichen Projekten, wie z.B. dem Drucken von Knochen, um zu helfen, schwere Frakturen zu reparieren, dem Drucken von Haut für Verbrennungsopfer, und der Herstellung anderer Organe wie z.B. die Blase.