Erster Primat durch eingefrorenes Testikelgewebe geboren

Am 15. Januar 2018 führten die Ärzte des Oregon National Primate Research Center eine routinemäßige Ultraschalluntersuchung bei einem trächtigen Rhesusaffen durch. Alles sah ganz normal aus. An einer Seite befand sich der Kopf des Fötus, seine Wirbelsäule lief wie ein winziger Reißverschluss durch das Bild.

Das kleine Babyäffchen war jedoch alles andere als normal: Bald schon sollte es der erste Primat werden, der durch eine Prozedur geboren wurde, bei der kryokonserviertes Hodengewebe von einem vorpubertären Affen zum Einsatz kam. Die Forscher hatten das Gewebe unter die Haut des Wirtstieres verpflanzt, wo es sich weiterentwickelte. Per In-vitro-Fertilisation zeugten sie daraus dann ein Affenbaby, das sie Grady tauften.

Dieser wissenschaftliche Erfolg, der im Fachmagazin „Science“ beschrieben wurde, bietet neue Möglichkeiten für Männer, die durch Krebsbehandlungen im Kindesalter unfruchtbar wurden. Erwachsene Männer haben die Möglichkeit, Spermien einzufrieren, bevor sie mit Chemotherapien und Strahlenbehandlungen beginnen, die ihre Keimdrüsen schädigen könnten. Für Jungen, deren Spermienproduktion noch gar nicht begonnen hat, ist das aber keine Option.

Da die Überlebenschancen für an Krebs erkrankte Kinder mittlerweile bei über 80 Prozent liegen, wächst der Bedarf für solche Fruchtbarkeitsbehandlungen. Auf der ganzen Welt frieren Kliniken bereits Hodengewebe für vorpubertäre Jungen ein, erklärt der Studienautor Kyle Orwig, ein Forscher des Magee-Womens Research Institute am Medical Center der University of Pittsburgh.

Obwohl aktuell ein paar potenzielle Methoden erforscht werden, die dieses gefrorene Gewebe nutzen, steht bislang keine davon Patienten zur Verfügung. Gradys Geburt lässt vermuten, dass sich das bald ändern könnte.

„Das ist ein Meilenstein für die künftige klinische Anwendung“, sagt Christine Wyns. Die Leiterin für das Institut für Gynäkologie und Andrologie an den belgischen Cliniques Universitaires Saint-Luc war an der Studie nicht beteiligt.

Menagerie der Modelltiere

Variationen der Methode wurden erstmals 2002 beschrieben. Im Laufe der Jahre gab es zahlreiche Versuche auf dem Gebiet, darunter mit Mäusen, Schweinen, Ziegen, Hasen, Hamstern, Hunden, Katzen, Pferden, Kühen und anderen Primaten. Dafür entnahmen die Forscher den Tieren noch nicht voll ausgereiftes Hodengewebe und transplantierten es unter die Haut von Mäusen, wo es sich voll entwickeln und Spermien produzieren konnte.

Zur Geburt lebender Nachkommen kam es jedoch nicht so häufig wie erhofft. Außerdem wurde nur bei wenigen Studien das Hodengewebe zur Weiterentwicklung wieder unter die Haut jenes Tieres implantiert, von dem es entnommen wurde.

Bei einem Großteil der Forschungen war das genutzte Gewebe darüber hinaus vorher nicht kryokonserviert worden. Gerade dieser Schritt wird aber unerlässlich sein, um die Nutzung des Gewebes von menschlichen Jungen für künftige Fruchtbarkeitsbehandlungen zu ermöglichen. Bei der aktuellen Studie gingen die Forscher noch einen Schritt weiter als ihre Kollegen: Zum ersten Mal implantierten sie das kryokonservierte Gewebe wieder in seinen Wirt, um Rhesusaffennachwuchs zu zeugen. Diese Version der Methode hat die größten Chancen, künftig beim Menschen eingesetzt zu werden, daher entschieden sich die Forscher für ein Testsubjekt, das eine enge evolutionäre Verwandtschaft zum Menschen aufweist.

Das Team entfernte für die Studie je einen Hoden von fünf präpubertären Affen, schnitt sie in Stücke und kryokonservierte sie fünf bis sieben Monate lang, während die Affen sich der Pubertät näherten. Später entfernten die Wissenschaftler den zweiten Hoden und schnitten ihn ebenfalls in Stücke. Im Anschluss implantierten sie die winzigen Gewebeproben der frisch entfernten und der zuvor eingefrorenen Hoden unter die Haut ihres ehemaligen Trägers.

„Hier besteht das Ziel nicht darin, sie wieder an den normalen Reproduktionsapparat anzuschließen oder die normale Spermienproduktion wiederherzustellen“, sagt Orwig. Stattdessen kann das Gewebe in seinem Wirt durch die natürlichen Körperhormone weiter reifen. Acht bis zwölf Monaten später entfernte das Team erfolgreich alle 39 Gewebeproben, die allesamt weit genug entwickelt waren, um Spermien zu produzieren. Im Anschluss entnahmen sie die Spermien aus dem Großteil der Proben.

„Da hören dann viele Studien auf. Da heißt es dann einfach: Okay, wir haben Spermien. Ta da!“, sagt Orwig. „Aber nur, weil man Spermien hat, heißt das noch lange nicht, dass man damit auch eine Eizelle befruchten oder einen Fötus erzeugen kann, wie man sich vielleicht vorstellen kann.“

Die Forscher am Oregon Primate Center nutzten die gewonnenen Spermien daher, um Eizellen zu befruchten. Daraus resultierten elf Embryos, die sie in insgesamt sechs ausgewachsene Affen verpflanzten. Einer davon brachte ein gesundes Weibchen zur Welt: Grady.

Die Zukunft der Fruchtbarkeit

Die Studienergebnisse lösten zwar große Begeisterung aus, aber die Methode ist nicht für jeden geeignet. Kinder mit Krebsarten, bei denen sich bösartige Zellen im Hodengewebe bilden könnten, sollten beispielsweise davon absehen, sich dieses Gewebe später wieder einsetzen zu lassen. Für solche Fälle werden aktuell noch andere Methoden entwickelt.

Außerdem ist noch nicht ganz klar, ob Babys, die durch solch eine Prozedur das Licht der Welt erblicken, an eventuellen Spätfolgen leiden könnten. In den Monaten nach ihrer Geburt zeigte Grady keinerlei Entwicklungs- oder Verhaltensauffälligkeiten. Wyns betont aber, wie wichtig es sei, die Chromosomen der Spermien genauestens zu untersuchen, um auszuschließen, dass sich die Methode unfreiwillig auf die Gene oder ihre Expression auswirkt. Orwig merkt zwar an, dass eine solche Untersuchung nicht ganz einfach sei, aber stimmt zu, dass es eine lohnenswerte Fragestellung für Folgestudien sei.

Ein nicht ganz unbedeutendes Problem ist auch die Kastration der Affen. Aus diversen Gründen wurden den Tieren in allen vorherigen Studien beide Hoden entfernt. „Potenzielle menschliche Patienten würden ihre Hoden wahrscheinlich aber behalten“, sagt Susan Taymans, eine Programmdirektorin des Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development, welches die Studie mitfinanzierte. Orwig und seinen Kollegen zufolge sind noch weitere Tests an Affen nötig, um herauszufinden, wie eine Teilentnahme des Hodengewebes die Ergebnisse beeinflussen könnte.

„Obwohl das alles Dinge sind, die wir noch weiter erforschen müssen, glaube ich, dass die Technik schon heute für die klinische Anwendung bereit ist“, sagt Orwig.

Tatsächlich könnte jetzt ein guter Zeitpunkt für klinische Tests gekommen sein, finden auch Nina Neuhaus und Stefan Schlatt vom Centrum für Reproduktionsmedizin und Andrologie der Universität Münster. Ihre Ansicht legten sie in einem Artikel dar, der begleitend zur Studie erschien. Da die In-vitro-Fertilisation mittlerweile eine Routinebehandlung ist, würden die Geburtsraten ihnen zufolge wahrscheinlich höher sein als bei den Versuchen mit den Rhesusaffen.

„Wir sind es den Patienten schuldig, solche Dinge – sofern wir gezeigt haben, dass sie entsprechend sicher und durchführbar sind – so schnell wie möglich in die Kliniken zu bringen“, findet Orwig, auch wenn nicht alle seine persönliche Meinung teilen.

In der Zwischenzeit, so findet er, sollte man junge Patienten und ihre Familien über mögliche Folgen informieren, die Krebsbehandlungen für ihre Fruchtbarkeit haben könnten.

Wenn wir das nicht tun, sagt er, „verwehren wir ihnen das volle Potenzial des Lebens, das sie erwarten zu haben [...] Ich glaube von ganzem Herzen daran, dass das etwas Wichtiges ist, das wir tun müssen, und dass Krebspatienten, Überlebende und ihre Familien das wirklich wollen.“

Der Artikel wurde ursprünglich in englischer Sprache auf NationalGeographic.com veröffentlicht.