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Eine computertomografische Aufnahme eines Kaninchenembryos in einer biotechnologisch regenerierten Gebärmutter. Foto: Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM)
© Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM)

Bioengineering für den Kinderwunsch Kunststoffgitter lassen im Tierversuch Gebärmutter heilen

Schädigungen der Gebärmutter können zu Unfruchtbarkeit führen. Ein Kunststoffgitter könnte helfen, Funktionsstörungen zu beheben.

Eine neue Technik der Gewebereparatur könnte künftig Frauen mit geschädigter Gebärmutter helfen, Kinder zur Welt zu bringen. Im Tierversuch ist es gelungen, die Funktion des Organs wiederherzustellen. Vor der Anwendung beim Menschen stehen aber weitere Studien an.

Ein Forschungsteam um Anthony Atala vom Wake Forest Baptist Medical Center in den USA hat ein biologisch abbaubares Kunststoffgerüst eingesetzt, um die Regeneration der Gebärmutter von Kaninchen zu unterstützen. Das Kunststoffgerüst wurde mit körpereigenen Zellen aus der Gebärmutter beladen, sodass nach dem Einpflanzen Gewebe wachsen und die Gebärmutter regenerieren konnte.

„Das künstliche Gewebe ermöglicht eine natürliche Schwangerschaft“, sagt Atala. Die Versuchstiere haben nach natürlicher Befruchtung gesunde Junge zur Welt gebracht, berichtet das Team in der Fachzeitschrift „Nature Biotechnology“.

Alternative zur Transplantation

Die Technik könnte zu einer Behandlungsmöglichkeit für Frauen mit Kinderwunsch weiterentwickelt werden, die wegen einer angeboren oder durch Erkrankung geschädigten Gebärmutter keine Kinder kriegen können. Etwa sechs Prozent der Frauen, die sich einer Unfruchtbarkeitsbehandlung unterziehen, haben eine Funktionsstörung der Gebärmutter.

Der Behandlungsansatz ist als Alternative zu Gebärmuttertransplantationen vielversprechend: Da körpereigene Zellen das geschädigte Gewebe reparieren, sind keine Abstoßungsreaktionen zu erwarten, wie sie nach Einpflanzung eines Organs eines anderen Menschen auftreten und mit Medikamenten unterdrückt werden müssen.

Die in der vorliegenden Studie verwendete Technik zeigt im Tierversuch eine ähnliche Erfolgsquote wie bisher durchgeführte Gebärmuttertransplantationen. „Die vorliegenden Studienergebnisse sind neu und klinisch relevant“, sagt Matthias Beckmann von der Uniklinik Erlangen. Die Grundprinzipien der Tierversuche mit Kaninchen seien auf den Menschen übertragbar.

Biomaterialien wie der in der vorliegenden Studie verwendete Kunststoff für das Zellgerüst konnten schon erfolgreich für die Regeneration verschiedener Gewebe und Organe eingesetzt werden: Blasen, Blutgefäße, Harnröhren und Vaginas. Mit Gebärmuttergewebe kommt nun ein komplexes Organ hinzu, das die Einnistung und Entwicklung von Embryonen unterstützt.

Zehn Lebendgeburten

Atalas Team hat die Versuchstiere, denen sie zuvor Teile der Gebärmutter entfernt hatten, in vier Gruppen eingeteilt. Gruppe 1 implantierten die Forschenden ein jeweils individuell angefertigtes Polymergerüst, das mit körpereigenen Gebärmutterzellen beladen war. Gruppe 2 erhielt nur das Polymergerüst ohne Zellen. Bei Gruppe 3 wurde die Gebärmutter lediglich zugenäht und bei der Kontrollgruppe 4 wurde sie nicht operativ verändert.

Sechs Monate nach der Transplantation hatten sich nur in den mit Zellsaaten manipulierten Gebärmüttern Strukturen entwickelt, die dem Ursprungsgewebe ähneln. Die Tiere wurden natürlich verpaart und in Gruppe 1 verzeichnete das Forschungsteam zehn Lebendgeburten. Da die vergleichsweise große Gebärmutter von Kaninchen zweigeteilt ist, sind nur vier dieser Nachkommen im Bereich des künstlichen Gewebes herangewachsen.

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass das gezüchtete Gewebe der mechanischen Belastung der Gebärmutter standhält“, wird Koautor Koudy Williams in einer Mitteilung des Wake Forest Baptist Medical Center zitiert. „Es können also gegebenenfalls auch Schwangerschaften ausgetragen werden, wenn die Entwicklung des Gewebes und die während der Schwangerschaft notwendige Elastizität vorhanden ist“, sagt Matthias Beckmann.

Das Organ wird beim Menschen mit einem verhältnismäßig größeren Embryo aber stärker belastet als bei Kaninchen. Es sei zu klären, inwiefern die Dehnbarkeit des Gewebes und der eingesetzten Struktur gegeben ist.

Als problematisch betrachtet der Direktor der Frauenklinik lediglich die Ausgangssituation der Frau. In der Studie war das Implantat mit Zellen des Kaninchens besiedelt, dem es anschließend eingepflanzt wurde. „Das ist natürlich bei Frauen, die keine Gebärmutter und auch diesen Zelltyp nicht haben, nicht möglich“, sagt Beckmann. Anstelle körpereigener Zellen müssten künstlich gezüchtete Zellen genutzt werden.

In Atalas Studie wurden sämtliche Kaninchen per Kaiserschnitt zur Welt gebracht. Auch bei menschlichen Patientinnen mit einem solchen Implantat wären grundsätzlich Entbindungen per Kaiserschnitt notwendig, sagt Beckmann, da sich die Gebärmutter nicht zusammenziehen kann. (mit smc)

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