Vergroting van een van de menselijke eicel uit het experiment (foto: David Albertini, U of E).

Menselijke eitjes voor het eerst tot volle rijpheid gebracht in een laboratorium

Onderzoekers hebben voor het eerst menselijke eicellen, die weggenomen waren uit eierstokweefsel in het vroegste stadium van hun ontwikkeling, in hun labo kunnen laten uitgroeien tot het stadium waarin ze klaar zijn om bevrucht te worden. De techniek kan op termijn leiden tot nieuwe behandelingen om de vruchtbaarheid te behouden van jonge meisjes die een kankerbehandeling ondergaan, maar daarvoor is er nog veel werk aan de winkel. 

Vrouwen worden geboren met in hun eierstokken onrijpe eitjes, die zich pas volledig kunnen ontwikkelen na de puberteit. Die rijping is een ingewikkeld en zeer strak gecontroleerd  en getimed proces in het menselijk lichaam: sommige eitjes zullen onmiddellijk na de puberteit tot rijpheid komen, andere meer dan twintig jaar later.

Nu is men er dus, na tientallen jaren van onderzoek, voor het eerst in geslaagd om menselijke eicellen tot volledige rijpheid te brengen buiten het menselijk lichaam.  De eicellen werden uit eierstokweefsel gehaald dat vrouwen die een routine-operatie ondergingen, gedoneerd hadden voor het onderzoek. 

Biologen en medische experten werkten samen om geschikte substanties te ontwikkelen waarin de eicellen zich konden ontwikkelen - zogenoemde voedingsbodems -, voor elk stadium van de ontwikkeling van de eicel. Daarnaast moesten ze zorgvuldig ook de andere omstandigheden in het laboratorium controleren, onder meer de zuurstofniveaus, de hormonen en de proteïnen die de groei stimuleren. 

In eerdere studies hadden onderzoekers al eicellen van muizen laten rijpen, en ook bevrucht om tot levende nakomelingen te komen, en men had ook al menselijke eicellen laten rijpen die weggenomen waren in een relatief laat stadium van hun ontwikkeling. 

De eerste duidelijke foto's van een eisprong, een rijpe eicel die door de eierstok wordt afgestoten om dan met een kleine sprong in de eileider terecht te komen. (Foto's: Jacques Donnez/New Scientist 2008)

Problemen

Het team van de University of Edinburgh dat er nu in geslaagd is de eitjes volledig te laten rijpen, zei dat de techniek mogelijkheden biedt om te onderzoeken hoe menselijke eicellen zich ontwikkelen, iets wat voor een groot deel nog steeds een mysterie is. Experten noemen het een opwindende doorbraak, maar zeggen wel dat er nog veel werk nodig is, voor de techniek ook in de praktijk toegepast zal kunnen worden. 

Een probleem dat zich alvast stelt, is dat de poollichaampjes van de eicellen abnormaal groot zijn. Een eicel moet gedurende haar ontwikkeling de helft van haar genetisch material kwijt raken, anders zou er te veel DNA zijn als de cel bevrucht wordt door sperma. Het teveel aan DNA wordt afgestoten in een of meerdere miniatuurcellen, die poollichaampjes genoemd worden. En bij de eicellen in het experiment zijn die abnormaal groot. 

"Dat is een reden tot bezorgdheid", zei professor Evelyn Telfer, een van de onderzoekers, aan de BBC. Volgens haar kan dat probleem echter opgelost worden door de gebruikte technologie te verbeteren. 

Voorts is de techniek momenteel nog zeer inefficiënt: slechts tien procent van de eitjes in het experiment bereikt uiteindelijk volledige rijpheid. De onderzoekers hebben de eitjes ook niet bevrucht, zodat het niet geweten is of de rijpe eicellen levensvatbaar zijn.  

Professor Telfer is desondanks zeer enthousiast over de resultaten. "Het is zeer opwindend om bewezen te hebben dat het mogelijk is om dit stadium te bereiken met menselijk weefsel. Dat moet echter getemperd worden door de hele boel werk die nog nodig is om de kweekomstandigheden te verbeteren, en de kwaliteit te testen van de oöcyten (de eitjes). Maar afgezien van mogelijke klinische toepassingen, is dit een grote doorbraak in het verbeteren van ons inzicht in de ontwikkeling van menselijke eicellen", zo zei ze.  

De ontwikkeling van een rijpe eicel uit een oöcyt (Illustratie gebaseerd op "Gray's Anatomy").

Kankerbehandeling

Als de eitjes inderdaad levensvatbaar blijken, kan dat leiden tot nieuwe vruchtbaarheidsbehandelingen, vooral voor jonge kankerpatiënten. 

Chemotherapie en radiotherapie - bestraling - kunnen leiden tot onvruchtbaarheid. Volwassen vrouwen kunnen, voor ze met die behandelingen beginnen, rijpe eicellen of zelfs embryo's laten invriezen, zodat die later ingeplant kunnen worden. 

Dat is echter niet mogelijk voor jonge meisjes die in hun jeugd kanker krijgen. Momenteel kunnen die wel weefsel van hun eierstokken laten invriezen, dat dan jaren later teruggeplaatst kan worden om tot rijpheid te komen. Het opnieuw inplanten van het weefsel houdt echter het risico in dat kanker opnieuw de kop opsteekt, en dokters zullen het risico dan ook te groot vinden als het bevroren weefsel ook maar enige abnormaliteit vertoont. Als men in staat zou zijn eitjes in het laboratorium tot rijpheid te laten komen, zou dat een veiliger optie zijn voor deze patiënten.

Het zou legaal zijn in het Verenigd Koninkrijk om eitjes uit het experiment te bevruchten om te zien of ze levensvatbaar zijn, maar het team in Edinburgh heeft geen vergunning om dat experiment uit te voeren. Momenteel wordt er in het team besproken of men een dergelijke vergunning zou aanvragen, of zou samenwerken met een centrum dat al een vergunning heeft. 

"In staat zijn om menselijk eicellen in het laboratorium volledig tot ontwikkeling te laten komen, zou het scala aan beschikbare vruchtbaarheidsbehandelingen kunnen vergroten", zo zei Telfer op de website van de University of Edinburgh. "We werken nu aan het optimaliseren van de omstandigheden die de ontwikkeling van de eicel ondersteunen, en we onderzoeken hoe gezond de eicellen zijn. We hopen ook te ontdekken, met de nodige toelatingen, of ze bevrucht kunnen worden." 

De studie van professor Telfer en haar team is gepubliceerd in Molecular Human Reproduction