Stamceller kan gjøre fertilitetsbehandlinger mer effektive

En ny studie ledet av forskere ved Københavns Universitet har funnet ut at en uvanlig allsidig og regenerativ stamcelle i tidlige embryoer kan være nøkkelen til å skape nye, effektive behandlinger for infertilitet. Musestudien, publisert i tidsskriftet Cell og med tittelen «The primitive endoderm supports lineage plasticity to enable regulative development», åpner opp nye perspektiver på dette området.

Graviditet er en kompleks prosess som krever at en sædcelle finner et egg og befrukter det i egglederen. Egget begynner deretter å dele seg, og etter fem dager blir det en blastocyst, som til slutt utvikler seg til et foster. Men etter hvert som infertilitet blir et vanligere problem, øker antallet personer som tyr til reproduksjonsteknologi. I Danmark utgjør slike tilfeller ett av åtte svangerskap.

Til tross for dette er suksessraten for slike prosedyrer fortsatt lav, og ligger på bare rundt 20–30 %, avhengig av kvinnens alder og fertilitet. Nå har forskere ved Københavns Universitet gjort et gjennombrudd som kan føre til bedre fertilitetsbehandlinger i fremtiden.

«Vi studerer celler i museembryoet som kalles primitiv endoderm eller hypoblast. Vi fant ut at disse cellene er unike og i stand til å lage sitt eget embryo. Dette er spesielt spennende fordi en nylig studie viste at primitiv endoderm er den eneste celletypen i embryoet som er assosiert med høy implantasjonssuksess i kliniske studier», sier student og førsteforfatter av studien Madeleine Linneberg-Agerholm.

Hun legger til: «Disse cellene gir normalt næring og støtte til et normalt embryo, men når vi isolerer dem, kan de selv lage et embryo, noe som er en svært overraskende oppdagelse.»

Forskerne fant også ut at stamceller fra den primitive endodermen som dyrkes i laboratoriet utvikler seg i en petriskål for å danne «embryonale stamcellemodeller» kalt blastoider med svært høy effektivitet. Disse modellene kan være et viktig verktøy for å oppdage nye medisiner for å forbedre IVF-resultatene.

«Dette kan være spesielt viktig for å forbedre nåværende fertilitetsbehandlinger, ettersom plastisitet og robusthet kan være nøkkelen til å sikre at embryoer overlever i laboratoriet og under overføring til moren», sier professor Joshua Brickman, seniorforfatter av studien.

Selv om studien ble utført på mus, planlegger forskerne allerede å gjennomføre lignende studier på menneskelige stamceller.

Primitiv endoderm som et "bokmerke"

Når embryoet begynner å utvikle seg, er det en enkelt celle, som deretter blir en klynge av celler, hvor de ytre cellene blir den fremtidige morkaken og de indre cellene danner den primitive endodermen, den fremtidige plommesekken eller epiblasten, som danner selve embryoet.

«Det siste stadiet i blastocystutviklingen er den primitive endodermen. Og hvis du fjerner alt rundt den primitive endodermen, «husker» den på en eller annen måte hvordan man lager et embryo og kan gjøre det selv», forklarer Brickman.

«Vi viste også at disse cellene i den primitive endodermen husker hvordan de skal lage andre celletyper fordi de har transkripsjonsfaktorer som sitter på DNA-et ved viktige regulatoriske sekvenser (forsterkere), som bokmerker. Disse faktorene gjør vanligvis ingenting, men de kan huske hva de skal gjøre hvis det er et problem. Tenk på genomet som en bok. Disse bokmerkene minner deg på hvilken side instruksjonene er på for å lage andre celletyper.»

Den manglende lenken?

Forskerne håper at funnene deres vil bidra til å forstå hvordan man kan forbedre sjansene for vellykket IVF og gi mer innsikt i hvorfor noen har problemer med å bli gravide.

«I tilfeller der kvinner har problemer med å bli gravide, kan en defekt i den primitive endodermen være årsaken, ettersom den ikke bare gir næring, men også kan spille en viktig rolle i å reparere skader. Dette er fortsatt bare en hypotese, men det er bemerkelsesverdig at denne celletypen er en så sterk prediktor for vellykket implantasjon», sier Brickman.

For tiden fokuserer forskere på å bedre forstå funksjonene til primitiv endoderm og forbedre eksisterende menneskelige primitive endodermstamceller.

«Vi tror dette indikerer at den tidlige primitive endodermen er en struktur som er i stand til å regenerere manglende avstamninger når de blir skadet. Siden vi har skapt primitive endodermstamceller, kan det å studere dem og signalene som styrer dem føre til forbedrede IVF-behandlinger», legger Brickman til.