Wissenschaftlern in Japan ist es gelungen, Mäuse mit zwei Vätern zu züchten, indem sie Eier verwendeten, die aus männlichen Zellen stammen. Während der wissenschaftliche Durchbruch den Weg für neue Fruchtbarkeitsbehandlungen ebnen könnte, sind Experten der Ansicht, dass es noch weit davon entfernt ist, beim Menschen angewendet zu werden.
Katsuhiko Hayashi, ein renommierter Biologe an der Universität von Osaka, sagte, sein Team habe Chromosomen-Engineering eingesetzt, um sieben „gesunde“ Mäusewelpen zu züchten. Hagel ein „erster Fall der Herstellung robuster Säugetier-Oozyten (Eier) aus männlichen Zellen“.
Hayashi machte die Ankündigung auf dem Third International Summit on Human Genome Editing am Francis Crick Institute in London am 8. März und löste eine Flut von Aufregung und Spekulationen über die Auswirkungen der Entdeckung auf die Zukunft der menschlichen Fortpflanzung aus.
Die Ergebnisse der Studie wurden zur Veröffentlichung im eingereicht Fachzeitschrift „Nature“. Wenn sie bestätigt würden, würden sie eine „kleine Revolution“ markieren, sagte Dr. Nitzan Gonen, Leiter des Labors für Geschlechtsbestimmung an der israelischen Bar-Ilan-Universität in Tel Aviv.
Biologen und Genetiker haben mehr als ein Jahrzehnt an diesem Kunststück gearbeitet, in der Hoffnung, neue Behandlungen für schwere Formen der Unfruchtbarkeit zu entwickeln oder sogar Embryonen von Alleinerziehenden zu ermöglichen.
Die Entdeckung in Japan erhöht auch die Aussicht, dass gleichgeschlechtliche Paare in Zukunft ein leibliches Kind zusammen bekommen können, obwohl Experten warnen, dass vor dem Sprung vom Labor in die Klinik noch eine Reihe von Hürden zu überwinden sind.
Das Ei eines Vaters
Hayashis Herangehensweise an das Chromosomen-Engineering beinhaltet eine subtile Mischung aus natürlicher Selektion und menschlicher Manipulation.
Seinem Team gelang es, Zellen männlicher Mäuse so umzuprogrammieren, dass sie ihr Y-Chromosom – einen männlichen Marker – verlieren und ein zweites X-Chromosom entwickeln, um den weiblichen XX-Beitrag zu liefern.
„Einige Stammzellen verlieren spontan ihr Y-Chromosom, während andere aufgrund von Fehlbildungen oder Fehlern, die Wissenschaftler durch Hinzufügen eines bestimmten Moleküls zu stimulieren versuchen, ein zweites X-Chromosom erwerben können“, erklärte Gonen.
Die resultierenden Eier wurden dann mit Maussperma befruchtet und in die Gebärmutter von weiblichen Ersatzmäusen übertragen.
Während die Technik immer noch auf weiblichen Ersatzmäusen beruht, „liegt dies nur daran, dass Wissenschaftler noch einen künstlichen Uterus entwickeln müssen, der die richtige Entwicklung von Embryonen im Labor sicherstellen kann“, sagte Robin Lovell-Badge, Biologe und Genetiker am Francis Crick Institut.
Im Gegensatz zu den beiden Vätern hat die Leihmutter keine genetische Verbindung zu den Mäuseembryos.
Niedrige Erfolgsquote
Obwohl „vielversprechend und hochinteressant“, unterliegt der Ansatz des japanischen Teams immer noch einer Reihe von Einschränkungen, warnte Lovell-Badge.
Nach Hayashis eigenem Eingeständnis hat die Technik eine geringe Erfolgsquote, da nur sieben Mäuse aus den 630 Embryonen geboren wurden, die in eine weibliche Maus implantiert wurden – obwohl sich alle sieben Babymäuse zu gesunden und fruchtbaren Nachkommen entwickelten.
„Die Produktion von Gameten (männliche oder weibliche Fortpflanzungszellen) ist ein sehr langer und komplexer Prozess. Wir wissen nicht, wie wir es perfekt in vitro replizieren können“, sagte Gonen.
Darüber hinaus sind laut Lovell-Badge „mit dieser Methode im Labor hergestellte Eier von geringerer Qualität als die natürlich gebildeten“, was zu einer geringen Anzahl lebensfähiger Embryonen führt.
Beide Experten waren sich einig, dass die Technik noch weit von einer Anwendung durch den Menschen entfernt sei und nannten einige Hürden.
„Die in diesem Fall verwendete Technologie, um eine männliche Maus-Stammzelle in eine Eizelle zu verwandeln, ist für den Menschen noch nicht beherrscht“, sagte Lovell-Badge und fügte hinzu, dass der Prozess auch viel länger dauern würde.
„Die Unversehrtheit der Proben müsste in den Labors über einen viel längeren Zeitraum erhalten werden, was das Unfallrisiko erhöht“, fügte er hinzu und wies auf eine „technische Herausforderung ganz anderer Größenordnung“ hin.
Ethische Hürden
Auch die ethischen Konsequenzen von Hayashis Entdeckung werden sicherlich für Diskussionen sorgen.
Auf die Frage, ob seine Technik es eines Tages zwei Männern ermöglichen würde, ein Baby zu bekommen, sagte er: „Das ist nicht nur eine Frage für das wissenschaftliche Programm, sondern auch für [society]“.
„Wir werden Zeit brauchen, um über die Argumente nachzudenken, die vorgebracht werden, um diese Technologie zu rechtfertigen“, sagte Lovell-Badge, der gespielt hat wichtige Rolle in Debatten über die verantwortungsvolle und ethische Anwendung der Stammzellforschung.
Die Rolle der Frau in diesem Prozess wird ebenfalls zu Kontroversen führen, da die Leihmutterschaft in Ländern auf der ganzen Welt bereits ein umstrittenes Thema ist. Die Tatsache, dass Hayashis Technik mit Zellen von zwei Müttern noch funktionieren muss, ist ein weiterer Knackpunkt.
„Wir wissen mehr oder weniger, wie man Eizellen aus einer männlichen Stammzelle erzeugt, aber niemandem ist es gelungen, Spermien aus einer weiblichen Stammzelle zu produzieren“, sagte Gonen, dessen Labor auf diesem Gebiet geforscht hat.
Sie glaubt, dass es „ein oder zwei weitere Jahrzehnte“ dauern wird, bis die neue Technik beim Menschen angewendet wird. Selbst dann wird es eher in Fällen eingesetzt, die als weniger empfindlich gelten, wie z. B. bei der Behandlung von Unfruchtbarkeit.
Zu den zukünftigen Patienten könnten Krebsüberlebende gehören, sagte Lovell-Badge. „Zum Beispiel Kinder, die Leukämie besiegt haben, deren Fruchtbarkeitsrate jedoch durch Chemotherapie oder Strahlentherapie beeinträchtigt wurde.“
Gonen sagte, dass Chromosomen-Engineering auch ein Wendepunkt für Paare werden könnte, die sich dafür entscheiden, Kinder in einem späteren Alter zu bekommen, wenn „sich die Qualität ihrer Fortpflanzungszellen verschlechtert hat“.
Dieser Artikel wurde aus dem Original ins Französische übersetzt.