Die Wissenschaft hat manchmal einen seltsamen Humor. Wir wissen eine Menge über das Liebesleben von Alpakas, aber wenn es darum geht, wie genau menschliches Leben entsteht, gibt es immer noch erstaunliche Wissenslücken. Jetzt haben Biologen des Max-Planck-Instituts für Multidisziplinäre Naturwissenschaften eine dieser großen Lücken geschlossen – und das könnte langfristig neue Behandlungsmethoden in der Reproduktionsmedizin ermöglichen.
Grundsätzlich läuft die menschliche Fortpflanzung nach einem relativ simplen Schema ab. Wenn dir das völlig neu ist, solltest du vielleicht ein unangenehmes Gespräch mit deinen Eltern nachholen. Doch was passiert, bevor eine Eizelle ihre Reise durch den Eileiter antritt, war selbst für Biologen bisher ein Rätsel. Die Eizellen sind winzig – nur etwa 0,12 Millimeter groß – und im Inneren des Körpers schwer zu beobachten. Zudem werden sie unvorhersehbar aus einem der beiden Eierstocke freigesetzt. All das hat es bisher unmöglich gemacht, diesen Moment direkt zu beobachten.
Nun haben die Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts eine Methode entwickelt, um diesen Prozess sichtbar zu machen – eine Entdeckung, die eines Tages neue Wege in der Fruchtbarkeitsbehandlung eröffnen könnte.
Das Experiment: Wie Forscher den Eisprung filmen konnten
Bei Säugetieren, also auch beim Menschen, sitzt jede Eizelle in einem kleinen, flüssigkeitsgefüllten Bläschen, dem sogenannten Follikel, im Eierstock. Während eines fruchtbaren Zyklus reifen bis zu 30 Eizellen heran, doch nur die am besten entwickelten Follikel „platzen“ und setzen eine Eizelle frei. In ihrer Studie, veröffentlicht im Fachjournal Nature Cell Biology, erklären die Forscher, dass genetische Untersuchungen, Tierexperimente und Zellkulturen zwar einige Erkenntnisse gebracht haben, aber nichts so aufschlussreich ist wie eine echte Videoaufnahme des Vorgangs.
Um das Geschehen zu dokumentieren, verwendeten die Wissenschaftler Eierstockgewebe von genetisch veränderten Mäusen, deren Eizellen unter der Kamera sichtbar gemacht werden konnten. Diese Gewebeproben wurden unter Hochleistungsmikroskope gelegt und mit zwei wichtigen Hormonen in Kontakt gebracht, die im Körper den Eisprung auslösen.
Was die Forscher dann sahen, war ein dreistufiger Prozess, der aus Muskelkontraktionen und der Freisetzung bestimmter Chemikalien bestand – am Ende kam es zum Eisprung.
Each month an #egg is ovulated from the #ovary, starting the journey of reproduction. But how does ovulation occur?🥚
Our latest work in @NatureCellBio led by @LastChrisThomas and @Tabea_Marx, describes the control of #ovulation using live imaging.https://t.co/EYjwLfdAdy (1/7) pic.twitter.com/69QcE673UL
— Schuh Lab (@SchuhLab) October 16, 2024
Der dreistufige Mechanismus des Eisprungs
„Wir konnten drei Phasen unterscheiden“, erklärt Melina Schuh, Direktorin am Max-Planck-Institut und Mitautorin der Studie. „Zunächst dehnt sich der Follikel aus, dann kontrahiert er, und schließlich wird die Eizelle freigesetzt.“
In der ersten Phase produzieren spezielle Zellen im Follikel, die sogenannten Kumuluszellen, eine Substanz namens Hyaluronsäure, die in den Follikel einströmt und ihn wachsen lässt. Als die Forscher diesen Prozess gezielt verhinderten, blieb das Wachstum aus – und der Eisprung fand nicht statt.
Sobald der Follikel eine gewisse Größe erreicht hat, beginnt das Muskelgewebe in seinem Inneren, sich zusammenzuziehen. Irgendwann reißt die Oberfläche des Follikels auf – und wer sich an den Alien-Filmen inspiriert fühlt, liegt nicht ganz falsch. Tatsächlich erinnert das Video eines platzenden Follikels eher an Szenen aus Starship Troopers, in denen gigantische Insekten leuchtende Projektile aus ihren Körpern schleudern.
„Wenn der Follikel aufbricht, was in der dritten Phase passiert, wird die Eizelle freigesetzt und der Eisprung ist abgeschlossen“, erklärt Tabea Lilian Marx, Doktorandin am Max-Planck-Institut und Mitautorin der Studie. „Die Oberfläche des Follikels wölbt sich nach außen, bis sie letztendlich aufplatzt und die Follikelflüssigkeit, die Kumuluszellen und schließlich die Eizelle freisetzt.“
Was bedeutet das für die Zukunft der Fruchtbarkeitsmedizin?
Das Forschungsteam ist begeistert von den Möglichkeiten, die ihre neue Technik für die Fruchtbarkeitsforschung bietet. Zukünftige Studien könnten sich darauf konzentrieren, wie verschiedene Chemikalien und Medikamente den Eisprung beeinflussen. Gerade in Zeiten, in denen Fruchtbarkeitsbehandlungen immer mehr in den Fokus geraten, könnte das ein wichtiger Fortschritt sein.
