Forskere bekæmper barnløshed: Drik dig gravid

Barnløshed rammer mange millioner, men i et laboratorium i Australien er biologer på sporet af den simpleste fertilitetsbehandling hidtil: et pulver i et glas vand. Og med en ny generation af medicin kan vi måske en dag helt afskaffe barnløshed.

Barnløshed rammer mange millioner, men i et laboratorium i Australien er biologer på sporet af den simpleste fertilitetsbehandling hidtil: et pulver i et glas vand. Og med en ny generation af medicin kan vi måske en dag helt afskaffe barnløshed.

Lotte Fredslund & Shutterstock

Hun er 43 år og har i årevis forsøgt at få børn – først med sin partner, siden på fertilitetsklinik – men æggestokkene producerer ikke længere frugtbare æg. Hun har egentlig opgivet sin drøm om at blive gravid, da et nyt kosttilskud kommer på markedet: et pulver opløst i drikkevand.

For hver tår spoles tiden tilbage i æggestokkene, så de fungerer, som om de var unge igen. Kvinden udvikler store og sunde æg, som lægerne befrugter, og ni måneder senere står hun med sin baby i favnen.

Fertilitetsbehandling kan inden længe blive meget nemmere og effektivere, for australske forskere har i laboratoriet fundet frem til et enzym, der giver nyt liv til gamle æggestokke – og kan laves i pulverform. Og nye metoder er tiltrængte. Barnløshed er et stigende problem, og behandling er i dag typisk dyr, langsommelig og indgribende.

Heldigvis er forskerhold i hele verden snart klar med en hel vifte af nye teknikker, som både er nemmere og langt effektivere end dem, vi kender. Stamceller fra kroppen kan øge østrogenniveauet. 3D-printere kan “udskrive” nye æggestokke. Og nogle eksperter mener endda, at fertilitetsproblemer helt kan udryddes i fremtiden.

🎬 Forstå celledeling på 50 sekunder:

Æggene er lige så gamle som kvinden

Kroppens celler kan gendanne sig selv takket være et lager af stamceller, der producerer nye celler til kroppens forskellige behov. Slidte kropsceller bliver derfor afstødt, og friske celler erstatter dem. Men det gælder ikke for kvinders ægceller.

Forstadierne til en kvindes ca. 400.000 æg bliver skabt, allerede mens hun er et foster, og æggene hviler derefter i æggestokkene, indtil de et efter et tages i brug, når pigen kommer i puberten, og menstruationscyklussen begynder. Når kvinden blot har ca. 1000 æg tilbage, træder hun ind i overgangsalderen og kan ikke længere få børn.

Men allerede inden overgangsalderen rammer barnløshed mange kvinder, fordi ægcellerne ikke længere kan dele sig korrekt, kromosomfejl begynder at indfinde sig, eller æggene ikke længere modnes perfekt. Disse udfordringer rammer stadig flere, og i september 2020 estimerede Verdenssundhedsorganisationen, WHO, at op mod 186 millioner personer på verdensplan kæmper med fertilitetsproblemer.

Ægceller dannes ved celledeling af de såkaldte kønsceller, men i takt med at kroppen ældes, mister æggestokkene enzymet NAD+, der sørger for en sund celledeling. Nu har forskere udviklet et kosttilskud, der kan opløses i drikkevand og øge mængden af NAD+ igen.

© Lotte Fredslund & Shutterstock

Tråde fanger kromosomer i unge æg

I alle kroppens celler fastholder coenzymet NAD+ (nikotinamid-adenin-dinukleotid) bl.a. dna’ets fysiske struktur. NAD+ vedligeholder blandt andet det såkaldte tenapparat – et netværk af tråde, som griber fat i hver halvdel af et kromosompar, når celler deler sig – som ægceller gør ved processen meiose.

© Lotte Fredslund & Shutterstock

Aldring skader tentråde

I takt med alderen falder mængden af NAD+ i kroppen, hvilket især påvirker kønscellerne i æggestokkene. Tentrådene får ikke ordentligt fat i kromosomerne, og det lykkes ikke at organisere parrene i en lige række, som det ville ske op til en almindelig, velfungerende celledeling.

© Lotte Fredslund & Shutterstock

Pulver genopretter ten

Forskere tilsætter stoffet nikotinamid-mononukleotid (NMN) til drikkevand og giver det til ældre mus med nedsat fertilitet. NMN breder sig fra mavesækken ud til resten af kroppen. Cellerne omdanner det til NAD+, hvilket gør musene mere frugtbare, fordi tenapparatet igen virker korrekt.

I dag er fertilitetsbehandling typisk dyr, besværlig og risikabel. Æg bliver fx taget ud af livmoderen og befrugtet i et laboratorium, og proceduren kan forårsage blødning og infektion, mens fertilitetsmedicin øger risikoen for farlige graviditeter med tvillinger og trillinger. Men forskerne arbejder på en ny og meget lettere type behandlinger: at genoprette æggestokkenes naturlige funktion. Især stamceller får stor opmærksomhed.

Cellerne kan nemlig potentielt udvikle sig til alle kroppens specialiserede celler og kan hentes fra så forskellige steder som fedtvæv og fostervand. I et forsøg fra 2018 tog forskere fra Spanien og Canada stamceller fra knoglemarv og sprøjtede den ind i mus med beskadigede æggestokke.

Stamcellerne fra knoglemarven viste sig at stimulere væksten af de såkaldte ægblærer, hvori æggene modnes op til ægløsning. Samtidig styrkede stamcellerne blodforsyningen til æggestokken ved at udvikle et udvidet netværk af blodkar. Behandlingen resulterede i, at antallet af både levedygtige fostre og raskfødte museunger steg.

Kønsceller er forstadiet til ægceller. Ved to celledelinger bliver kønscellen til fire såkaldte datterceller, der kan befrugtes.

© Shutterstock

Moderkage genopliver æggestokke

Stamceller er af natur ekstremt fleksible, men ulempen ved dem er, at de normalt skal opereres ud af kroppen. Nu har koreanske forskere dog fundet en lettere metode: stamceller fra moderkager.

Når en kvinde har født, kan cellerne høstes fra moderkagen og komme andre kvinder til gode. Inden stamcellerne fra en moderkage kan bruges til fertilitetsbehandling, skal de “dyrkes” i varmeskab, dvs. de skal dele sig til flere og vokse sig til større såkaldte cellekulturer.

Væksten foregår normalt på en flad overflade, så stamcellerne breder sig ud og kun vokser i to dimensioner. For at give stamcellekulturerne en ekstra dimension har de koreanske forskere i stedet dyrket stamceller fra moderkage i 3D-“brønde”. Her vokser stamcellerne til små kugler, som har vist sig at være mere effektive end normale 2D-kulturer, når de skal sættes ind i æggestokke.

Kuglerne af stamceller spredte sig i forsøg nemmere end de todimensionelle “skiver” og var mere levedygtige. 3D-cellekulturerne stimulerede æggestokkene til at producere flere og større ægblærer, ligesom østrogenniveauet steg kraftigt. Dermed giver den nye behandling håb for kvinder med dysfunktionelle æggestokke – noget, der ellers i dag er stort set umuligt at kurere.

Forskere får med en ny metode stamceller fra moderkager til at vokse i kugler, som kan indsprøjtes i æggestokkene. Her stimulerer cellerne dannelsen af ægblærer, hvori kvindens æg modnes.

© Lotte Fredslund & Shutterstock

Forskere høster stamceller

Efter en fødsel bliver stamceller taget ud af moderkagen. Omkring en million celler bliver "plantet" i en næringsrig væske i et varmeskab, hvor cellerne begynder at dele sig og vokse i antal.

© Lotte Fredslund & Shutterstock

Stamceller vokser i “brønde”

Stamcellerne vokser i små fordybninger. Tidligere dyrkede forskere stamceller på en flad overflade, dvs. de voksede kun i bredden, ikke i højden, men kugleformen gør det nemmere for forskerne at kontrollere antallet af celler og cellekulturens form.

© Lotte Fredslund & Shutterstock

Cellekugler indsættes i æggestok

Stamcellerne høstes efter tre dages inkubation og bliver injiceret i en æggestok. Stamcellerne stimulerer de gener, som koder for dannelsen af ægblærer, så antallet stiger, og fertiliteten øges betragteligt.

Hvis æggestokken alligevel ikke står til at redde med stamcellerne, er forskerne klar med en metode til at skabe en helt ny æggestok. En gruppe amerikanske forskere vil fremstille “reserveæggestokke” ved hjælp af 3D-printerteknologien.

Forskerne er ved at udvikle en kunstig, funktionel æggestok, som kan transplanteres ind i kvinder med nedsat fertilitet. Forsøg har vist, at især én ting er afgørende for, om vi kan 3D-printe en funktionel æggestok: formen på de små hulrum – eller porer – hvor ægblærerne sidder.

Forskerne har prøvet sig frem ved at 3D-printe æggestokke til mus af materialet hydrogel, en slags gelé. Æggestokkene blev printet i forskellige gittermønstre med forskelligformede mellemrum mellem “stilladset” af hydrogel.

Først prøvede forskerne at printe hydrogel i et retvinklet mønster med en 90-graders vinkel mellem hver “stiver” i stilladset. Herefter blev ægblærer indsat i de firkantede hulrum. Men da blærerne kun havde kontakt til én stiver, vandrede celler, som fastholder og modner ægblærerne, væk, med det resultat at flere af æggene døde.

Herefter prøvede forskerne at 3D-printe stilladser af hydrogel med 30- eller 60-graders vinkler imellem stiverne. Ægblærerne og deres støtteceller blev fastholdt bedre, og blærerne dannede dermed flere hormoner og modnedes bedre frem til ægløsning.

Forskerholdet har testet de mest lovende eksemplarer af æggestokke i ni mus, som fik levedygtige unger. Næste skridt er at afprøve metoden på store dyr, hvorefter forskerne kan gå videre i udviklingen af 3D-printede æggestokke til kvinder.

Forskere fra Northwestern University har brugt en 3D-printer til at “udskrive” kunstige æggestokke, som består af såkaldt hydrogel.

© Kristin Samuelson/Northwestern University

Kosttilskud kan forbedre fertiliteten

Selv kvinder med funktionelle æggestokke kan i takt med alderen alligevel have store problemer med at blive gravide. Hidtil har biologerne ikke vidst, præcis hvorfor og hvordan aldring egentlig forringer frugtbarheden, men nu har et australsk forskerhold gjort et banebrydende fund: Forskerne har påvist, at niveauet af det ægblærestimulerende stof NAD+, nikotinamid-adenine-dinukleotid, falder kraftigt i takt med alderen.

NAD+ er et såkaldt coenzym, som blandt andet vedligeholder modercellers evne til at dele sig og blive til sunde ægceller, der kan blive befrugtet. Men når mængden af NAD+ falder, begynder celledelingen at fejle. Kromosomerne bliver ikke korrekt fordelt i ægcellerne – og så kan kvinden ikke blive gravid.

Forskerholdet har dog sensationelt opdaget, at et kosttilskud kan genoprette NAD+-niveauet, så celledelingen igen kommer på ret kurs. Opdagelsen er sket i forsøg med ældre mus, der havde et lavt NAD+-niveau i deres æggestokke. Forskerne tilsatte stoffet NMN, som er et forstadie til NAD+, til musenes drikkevand. Allerede fire uger senere var NAD+-niveauet i musenes æg genoprettet og fertiliteten normaliseret.

Men forskernes positive resultater stopper imidlertid ikke her. Holdet opdagede nemlig også, at et normalt NAD+-niveau modvirker de negative konsekvenser, moderens høje alder normalt kan have for sit fosters udvikling. Meget tyder altså på, at forskerne nu står med både en forklaring på, hvorfor ældre kvinders ægkvalitet daler – og en nem metode til at løse problemet.

Når forskerne identificerer de nøjagtige mekanismer, der ændrer sig, forringes eller bekadiges af aldring, kan det åbne for en helt ny klasse af behandlinger. Ifølge fertilitetseksperten Marcelle Cedars fra University of California San Francisco vil vi endda komme til at se kvinder føde sunde og raske børn i en langt højere alder, end hvad der normalt er muligt i dag.

“Hvis vi kan fastslå mekanismerne, der er i spil, når æggestokkene bliver ældre, kan vi potentielt udvikle behandlinger, der gør dig i stand til at have sunde æg i dine 50’ere, muligvis dine 60’ere,” siger hun.

Vi ved stadig meget lidt om, hvorfor kvinders frugtbarhed daler med alderen, forklarer Marcelle Cedars videre, så i takt med at ny viden dukker op, kan behandlingerne blive langt mere effektive.

Og kan lægerne samtidig præcist identificere hver kvindes udfordringer, og hvilke gener der skal “tændes” og “slukkes” for at rette op på problemerne, kan stamceller, 3D-printede organer og kosttilskud målrettes til hver enkelt kvindes behandling. Og så ser vi ikke kun frem mod nye behandlingsteknikker, men en tid, hvor enhver kvinde, der ønsker at blive gravid, nu også kan blive det.