Műpetefészekkel orvosolnák a meddőséget

2017.05.21. 09:42

Az amerikai tudósok által 3D-nyomtatással készített petefészek-implantátum érett petesejteket termelt, amelyek megtermékenyültek, és belőlük egészséges kisegerek fejlődtek. A technika a daganatellenes kezelésen átesett nőknek adhatja vissza a termékenységét.

Az egyesült államokbeli Northwestern University orvosi (Feinberg School of Medicine) és mérnöki (McCormick School of Engineering) tanszékeinek kutatói kísérleti egerek eltávolított saját petefészkei helyére 3D-szövetnyomtatási technikával létrehozott és éretlen tüszőkkel betelepített petefészkeket ültettek.

A mesterséges petefészkek sikeresen támogatták a peteérési folyamatot: a tüszők hormonokat termeltek, normálisan átestek a tüszőérési folyamaton, majd annak rendje és módja szerint megrepedtek, és megtermékenyíthető, egészséges petesejteket bocsátottak ki. Ezek a petesejtek aztán meg is termékenyültek, kisegerek fejlődtek belőlük, és az anyaegér táplálni is tudta kicsinyeit. Mindez azt mutatta, hogy a terhesség hormonális szempontból is előírásosan zajlott.

„Kutatásunk bizonyítja, hogy a bioprosztetikus petefészkek hosszú távú működésre képesek – hangsúlyozta Teresa K. Woodruff termékenység-kutató, a Feinberg női egészséggel foglalkozó kutatóintézetének igazgatója és a Nature Communications c. folyóiratban közölt tanulmány szerzője. – „Ez a biomérnöki munka Szent Grálja: működőképes szervstruktúrák előállítása, amelyek képesek kiváltani a holttestből nyert donorszerveket, és helyreállítják a befogadó szervezet egészségét."

Forrás: Goodwill Pharma

A 3D-nyomtató sietett a kutatók segítségére

Bár 3D-s szervnyomtatással sok kutatólaboratóriumban kísérleteznek, a Northwestern munkatársainak olyan anyaggal sikerült eredményt elérniük, amely eddig ellenállt a próbálkozásoknak. Ez az anyag a kötőszöveti rostok fő alkotójának, a kollagénnek a részleges lebontásával előállított zselatin, amely ún. biológiai hidrogélt – biológiai eredetű, magas víztartalmú gélt – alkot, és emberben is ugyanolyan biztonságosan alkalmazható, mint egérben. Azonban a zselatin az eddigi kísérletekben túl lágynak bizonyult, ezért nem volt alkalmas a műtéti manipulációra.

„A legtöbb hidrogél nagyon gyenge, mivel jobbára vízből áll, ezért a saját súlya alatt összeroppan – magyarázta Ramille Shah sebész és anyagmérnök. – Mi megtaláltuk azt a hőmérsékletet, ahol a zselatin képes megtartani magát, így többrétegű szerkezetet tudtunk belőle építeni. Senki eddig nem tudott zselatinból ilyen jól körülírt geometriájú és mechanikailag stabil szerkezetet nyomtatni."

Márpedig az éretlen petesejtből és az őt támogató hormontermelő sejtekből álló tüszők túlélése nagyban függ a szöveti geometriától – mutatták meg egyértelműen a kísérletek. Ez az első tanulmány, ami bizonyítja, hogy a szöveti környezet architektúrája nagyban befolyásolja a tüszők fennmaradását – emelte ki Shah. – A 3D-nyomtatási eljárás segítsége nélkül nem tudtuk volna mindezt elérni."

A tudósoknak az a kiemelt célja a bioprosztetikus petefészek kifejlesztésével, hogy helyreállítsák a gyermekként vagy felnőtt korukban daganatellenes kezelésen átesett nők termékenységét és hormontermelését. A rákellenes kezelések életmentőek a páciens számára, azonban hosszú távú mellékhatásként növelik a hormonális alapú érési problémák és a meddőség kockázatát.

„Egyes gyermekkori daganatos betegeinkkel az történik, hogy a kezelést követően a petefészkeik nem működnek elég hatékonyan, ezért hormonpótló terápiára van szükségük ahhoz, hogy a pubertáson átessenek – mondta el Monica Laronda, a Woodruff-labor korábbi munkatársa és a kísérletek társvezetője. – A nyomtatott szervvel a petefészek normális működésének minden aspektusát helyre szeretnénk állítani. Nem akarjuk elaprózni a dolgot: egy lány és asszony életének valamennyi stádiumát le szeretnénk fedni, a serdülőkortól a felnőttkoron át a természetes menopauzáig."

Így készült

A 3D szövetnyomtatás során – csakúgy, mint a 3D-nyomtatáskor általában – a vázanyagból rétegenként építik fel a végső térbeli formát.

„A szövetnyomtatás úgy zajlik, hogy anyagszálakat rétegzünk a felszínre. Megadhatjuk, milyen távolságban legyenek egymástól egy-egy rétegen belül a szálak, és milyen szöget zárjanak be egymással az egymást követő rétegek. Mindezzel különböző méretű és geometriájú pórusokat alakíthatunk ki az anyagban" – ismerteti a folyamatot Alexandra Rutz, aki a tanulmány idején Shah szövetmérnöki és additív gyártási laboratóriumában dolgozott.

Forrás: AFP

A létrejövő térbeli alakzatot az anyagmérnökök „állványzatnak" (angolul: scaffold) szokták nevezni, hasonlatképpen az épületek építésekor vagy renoválásakor ideiglenesen felépített ácsolattal. „Minden szervnek van egy belső szöveti váza – tette hozzá Woodruff. – Mi először kiderítettük, hogyan is néz ki a petefészek belső váza, és ezt a modellt használtuk a bioprosztetikus petefészek-implantátum felépítéséhez."

Egy építkezés vagy épületfelújítás során az állványzat arra kell, hogy támassza az épületszerkezetet, amíg az meg nem áll a saját lábán. A műpetefészek 3D-nyomtatott állványzata – vagy szöveti váza – ahhoz szükséges, hogy belső pórusaiban megtartsa az éretlen petesejteket tartalmazó parányi tüszőket, és optimális környezetet biztosítson a fejlődésükhöz. A porózus szerkezet lehetővé teszi a tüszők növekedését és érését, valamint a tüszőrepedést is, továbbá elősegíti azoknak az ereknek a képződését, amelyek ellátják a fejlődő tüszőket, és bevezetik a bennük keletkező hormonokat a keringésbe. A terhesség fennmaradásához és a szoptatáshoz elengedhetetlen a hormonális kapcsolat a petefészek és a test többi része között.

A Northwestern University intézetei, a Feinberg és a McCormick közötti együttműködésben egyébként csupa női kutató vett részt. Shah elmondása szerint a kollaboráció „rendkívül gyümölcsöző" volt, és külön motivációt adott az a tudat, hogy a női termékenységet érintő problémára keresik együtt a megoldást. „A közös munka működése a résztvevők személyiségén múlik, na meg azon, hogy meg tudják-e találni a kutatás humoros oldalát. Mi Teresával azon viccelődtünk, hogy igazából mi vagyunk ezeknek a kisegereknek a nagymamái" – mesélte el a kutatónő.

KAPCSOLÓDÓ CIKK