For første gang har forskere skabt kunstigt æggestokkevæv, der bevarer både struktur og funktion. Det nye materiale åbner nye muligheder for at forstå og en dag beskytte kvinders fertilitet under kræftbehandling.
Da 28-årige Maria får at vide, at hun skal gennemgå kemoterapi, fyldes hendes sind med en storm af spørgsmål. Behandlingen er livsvigtig, men hun kan ikke lade være med at tænke på, hvad det vil betyde for hendes fremtid. Risikoen for at miste evnen til at få børn føles næsten tungere end selve sygdommen.
Hendes læge har ingen klar forklaring, for forskningen mangler stadig en pålidelig metode til at forudsige, hvordan æggestokkene reagerer på kræftbehandling hos den enkelte patient.
Æggestokken er som et finstemt orkester. Støtteceller, hormoner og blodkar skal alle spille sammen i harmoni for at hjælpe de små sække, der kaldes follikler, med at dyrke æg. Hvis blot ét instrument kommer ud af stemning, kan hele forestillingen bryde sammen.
Indtil nu har ingen formået at genskabe dette miljø uden for menneskekroppen. Eksisterende modeller har enten været for enkle, for ustabile eller bygget på celler, der ikke opfører sig som ægstokvæv.
Et forskerhold fra Karolinska Institutet i Stockholm, biotekvirksomheden BioLamina AB i Sundbyberg og Danmarks Tekniske Universitet (DTU) i Kongens Lyngby har nu formået at skabe kunstigt væv, som kan overleve i laboratoriet i op til seks uger. Vævet er lavet af silke og er stabilt nok til at understøtte de strukturer, hvor æggene udvikler sig, hvilket er en væsentlig forudsætning for fertilitet.
Projektet ledes af fertilitetsforskeren Valentina Di Nisio. Hun ser vidtrækkende implikationer i resultaterne: "Silke-stativet kan blive afgørende for kvinder, der står over for fertilitetsstruende behandlinger såsom kræftbehandling," siger Di Nisio. "Vores mål er at bevæge os i retning af personlig fertilitetsmedicin, hvor vi bruger vævet til at forudsige, hvordan en individuel kvindes æggestok vil reagere, og måske hjælpe hende, allerede inden behandlingen begynder."
Hvorfor silke ændrer alt
Gennembruddet lyder måske ligetil, men vejen til succes var lang og fyldt med forhindringer. Den største udfordring var at finde et materiale, der ikke blot kunne holde æggestokcellerne i live, men også få dem til at samarbejde i tre dimensioner – præcis som de gør inde i kroppen.
Tidligere forsøg slog hurtigt fejl, forklarer Di Nisio. Standardcellekulturer, der vokser fladt på plast, var alt for simple til at efterligne æggestokkens funktion. Spontant dannede tredimensionelle strukturer – såkaldte spheroids – virkede lovende i starten, men kollapsede hurtigt som et sandslot i brændingen. Selv standardiserede gelkonstruktioner mislykkedes med at placere cellerne korrekt eller skabe kommunikation mellem dem.
Tilbageslagene frustrerede teamet, indtil de testede en særlig type biosilke udviklet af BioLamina.
"Silken tilbød noget, som ingen af de andre materialer kunne. Den gav cellerne en overflade at klæbe sig til, og de begyndte at organisere sig, som vi havde håbet," siger Di Nisio. Under mikroskopet så silken ud som en fin tråd, hvor cellerne lå side om side og dannede en vævsagtig struktur. "For første gang så vi væv tage form, som faktisk havde potentiale til at fungere som en æggestok. Det var vendepunktet, der gav os modet til at gå videre."
At skabe liv ud af en tråd
Forskerne begyndte med at isolere støtteceller fra æggestokvæv doneret af fem patienter. De placerede cellerne i et netværk af silkefibre, der var porøse nok til at lade næringsstoffer strømme igennem, men stærke nok til at yde fysisk støtte. Inden for få dage begyndte cellerne at danne lag og mønstre, der mindede om blodkar og bindevæv.
Samtidig begyndte cellerne at producere hormoner. Det nye biosilke-væv producerede endda små mængder af det kvindelige hormon østrogen – og fortsatte med det i seks uger i træk. For Di Nisio var dette et klart bevis på, at vævet ikke kun var levende, men også fungerede som en æggestok.
“Vi kunne hurtigt se, at vævet udførte de funktioner, der er afgørende for at efterligne et æggestokkemiljø,” siger forskeren. “Det producerede hormoner og skabte et miljø, der potentielt kan understøtte ægmodning.”
"Tidligere overlevede follikler sjældent mere end et par dage. Her fortsatte de med at udvikle sig, hvilket bragte os tættere på at kunne skabe en miniatureæggestok i laboratoriet," siger hun. Hun tilføjer, at vævet bevarede folliklernes struktur i op til tre uger uden tegn på morfologisk nedbrydning – betydeligt længere end i nogen tidligere forsøg.
Muliggør test af kræftbehandlinger i laboratoriet
Resultaterne peger i to retninger. For det første viser de, at silke kan bruges til at skabe kunstigt æggestokvæv, der forbliver stabilt og funktionelt i længere perioder. For det andet tyder de på, at vævet kan fungere som en platform til at teste behandlinger.
Teamet har allerede undersøgt, hvordan vævet reagerer på stråling. Cellernes overlevelse var sikret, men de mistede evnen til at danne et stabilt tredimensionelt miljø. "Det er en vigtig opdagelse," siger Di Nisio. "Det viser, hvorfor det er vigtigt at tage forholdsregler, inden kræftbehandlingen påbegyndes." Resultaterne er nu indsendt til et videnskabeligt tidsskrift og under fagfællebedømmelse.
Hun tilføjer, at gruppen også har gennemført et lignende eksperiment med kemoterapi. Resultaterne er indsendt til publikation og er i øjeblikket under peer review.
Personlig fertilitetsbehandling i sigte
Flere undersøgelser er allerede på vej. Det silkebaserede æggestokvæv, forklarer Di Nisio, kan en dag gøre fertilitetsbehandling langt mere skræddersyet, end den er i dag. Visionen er, at læger kan tage en biopsi fra en patient, dyrke hendes celler på silke-stativet og teste forskellige behandlinger, inden behandlingen overhovedet påbegyndes.
Den samme tilgang kan også bruges til at evaluere nye lægemidler og miljøkemikalier for deres indvirkning på kvinders fertilitet. Dyreforsøg har længe været standarden, men forskelle mellem arter gør resultaterne usikre. Brug af ægte menneskelige celler på et silke-stativ kan give forskerne et meget klarere billede end at stole på dyr, hvis kroppe ikke altid reagerer som vores.
Forskerne arbejder videre på at forfine metoden, så den kan anvendes bredere i laboratorier – og på længere sigt i klinikken. Flere patienter har allerede doneret væv, og mange flere forventes at bidrage.
Drømmen om en laboratoriefremstillet æggestok
Den næste fase er at integrere folliklerne dybere i det kunstige væv, så de kan overleve længere end de tre uger, der er opnået indtil nu. Hvis det lykkes, kunne forskerne i princippet opbygge en miniatureæggestok, der både producerer hormoner og modner æg. Et sådant fremskridt kunne gøre en reel forskel for kvinder, der ellers ikke har nogen chance for at bevare deres fertilitet.
"Det er stadig tidligt, men vi begynder at se konturerne af noget, der kan blive meget vigtigt," siger Di Nisio. Hun er motiveret af håbet om at hjælpe kvinder, der allerede er belastet af en livstruende sygdom, med at bevare muligheden for at få et barn.
"Dette gennembrud er kulminationen på ti års arbejde. Jeg har studeret fertilitet siden min ph.d., først med musemodeller og cellelinjer, senere med humant væv. Jeg har set alle begrænsningerne ved tidligere modeller. Mit mål har altid været at forske i noget, der ikke forbliver i laboratoriet, men som kan gøre en forskel i kvinders liv," siger hun.
Den næste fase bliver at integrere folliklerne dybere i det kunstige væv, så de kan overleve længere end de tre uger, der hidtil er opnået. Hvis det lykkes, vil holdet udvide forsøget til celler fra kvinder i forskellige aldre og med forskellige diagnoser for gradvist at nærme sig et endnu mere naturtro billede af æggestokken.
