Forskere bekjemper barnløshet: Drikk deg gravid

Barnløshet rammer mange millioner, men i et laboratorium i Australia er biologer på sporet av den enkleste fertilitetsbehandlingen så langt: et pulver i et glass vann. Og med en ny generasjon av medisiner kan vi kanskje en dag avskaffe barnløshet helt.

Barnløshet rammer mange millioner, men i et laboratorium i Australia er biologer på sporet av den enkleste fertilitetsbehandlingen så langt: et pulver i et glass vann. Og med en ny generasjon av medisiner kan vi kanskje en dag avskaffe barnløshet helt.

Lotte Fredslund & Shutterstock

Hun er 43 år gammel og har forsøkt å få barn i årevis – først med sin partner, siden ved fertilitetsklinikk – men eggstokkene produserer ikke lenger fruktbare egg. Hun har egentlig gitt opp drømmen om å bli gravid når et nytt kosttilskudd kommer på markedet: et pulver oppløst i drikkevann.

For hvert år spoles tiden tilbake i eggstokkene, slik at de fungerer som om de var unge igjen. Kvinnen utvikler store og sunne egg som legene befrukter, og ni måneder senere står hun med babyen i armene.

Fertilitetsbehandling kan om ikke lenge bli mye lettere og mer effektivt, for australske forskere har i laboratoriet funnet fram til et enzym som gir nytt liv til gamle eggstokker – og kan lages i pulverform. Og nye metoder trengs. Barnløshet er et stigende problem, og behandling er i dag både dyr, langsom og krevende.

Heldigvis er forskergrupper over hele verden snart klare med en hel rekke nye teknikker som både er lettere og mye mer effektive enn de vi kjenner. Stamceller fra kroppen kan øke østrogennivået. 3D-printere kan «skrive ut» nye eggstokker. Og noen eksperter mener faktisk at fertilitetsproblemer kan utryddes helt i framtiden.

🎬 Forstå celledeling på 50 sekunder:

Eggene er like gamle som kvinnen

Kroppens celler kan gjendanne seg selv takket være et lager av stamceller som produserer nye celler til kroppens ulike behov. Slitte celler blir derfor avstøtt, og friske celler erstatter dem. Men det gjelder ikke for kvinners eggceller.

Forstadiene til en kvinnes om lag 400 000 egg blir skapt allerede mens hun er et foster, og eggene hviler deretter i eggstokkene inntil de ett etter ett tas i bruk når jenta kommer i puberteten og menstruasjonssyklusen begynner. Når kvinnen bare har om lag 1000 egg igjen, går hun inn i overgangsalderen og kan ikke lenger få barn.

Men allerede før overgangsalderen blir mange kvinner rammet av barnløshet fordi eggcellene ikke lenger kan dele seg riktig, kromosomfeil begynner å innfinne seg eller eggene ikke lenger modnes perfekt. Disse utfordringene rammer stadig flere, og i september 2020 estimerte Verdens helseorganisasjon, WHO, at opp mot 186 millioner personer i verden strever med fertilitetsproblemer.

Eggceller dannes ved celledeling av de såkalte kjønnscellene, men i takt med at kroppen eldes, mister eggstokkene enzymet NAD+ som sørger for en sunn celledeling. Nå har forskere utviklet et kosttilskudd som kan oppløses i drikkevann og øke mengden NAD+ igjen.

© Lotte Fredslund & Shutterstock

Tråder fanger kromosomer i unge egg

I alle celler i kroppen fastholder koenzymet NAD+ (nikotinamid-adenin-dinukleotid) blant annet den fysiske strukturen til DNA. NAD+ vedlikeholder blant annet et nettverk av tråder – mikrotubuli – som griper fatt i hver halvpart av et kromosompar når celler deler seg – som eggceller gjør ved prosessen meiose.

© Lotte Fredslund & Shutterstock

Aldring skader tråder

I takt med alderen faller mengden av NAD+ i kroppen, noe som særlig påvirker kjønnscellene i eggstokkene. Trådene får ikke skikkelig fatt på kromosomene, og de klarer ikke å organisere parene i en velordnet rekke, som det ville skje opp til en vanlig, velfungerende celledeling.

© Lotte Fredslund & Shutterstock

Pulver gjenoppretter tråder

Forskere tilsetter stoffet nikotinamid-mononukleotid (NMN) til drikkevann og gir det til eldre mus med nedsatt fertilitet. NMN brer seg fra magesekken ut til resten av kroppen. Cellene gjør det om til NAD+, noe som gjør musene mer fruktbare fordi mikrotubuliene igjen virker korrekt.

I dag er fertilitetsbehandling typisk dyrt, vanskelig og risikabel. Egg blir for eksempel tatt ut av livmoren og befruktet i et laboratorium, og prosedyren kan forårsake blødning og infeksjon, mens fertilitetsmedisin øker risikoen for farlige graviditeter med tvillinger og trillinger. Men forskerne arbeider ved en ny og mye lettere type behandlinger: å gjenopprette eggstokkenes naturlige funksjon. Særlig stamceller får stor oppmerksomhet.

Cellene kan nemlig potensielt utvikle seg til alle kroppens spesialiserte celler og kan hentes fra så ulike steder som fettvev og fostervann. I et forsøk fra 2018 tok forskere fra Spania og Canada stamceller fra beinmarg og sprøytet dem inn i mus med svake eggstokker.

Stamcellene fra beinmargen viste seg å stimulere veksten av de såkalte eggblærene, der eggene modnes før eggløsning. Samtidig styrket stamcellene blodforsyningen til eggstokkene ved å utvikle et utvidet nettverk av blodkar. Behandlingen resulterte i at antallet både levedyktige fostre og friskfødte museunger steg.

Kjønnsceller er forstadiet til eggceller. Ved to celledelinger blir kjønnscellen til fire såkalte datterceller som kan befruktes.

© Shutterstock

Morkake gjenoppliver eggstokker

Stamceller er av natur ekstremt fleksible, men ulempen ved dem er at de normalt må opereres ut av kroppen. Nå har koreanske forskere imidlertid funnet en lettere metode: stamceller fra morkaker.

Når en kvinne har født, kan cellene høstes fra morkaken og komme andre kvinner til gode. Før stamcellene fra en morkake kan brukes til fertilitetsbehandling, må de «dyrkes» i varmeskap, der de kan dele seg til flere og vokse seg til større såkalte cellekulturer.

Veksten foregår normalt på en flat overflate, slik at stamcellene brer seg ut og bare vokser i to dimensjoner. For å gi stamcellekulturene en ekstra dimensjon har de koreanske forskerne i stedet dyrket stamceller fra morkake i 3D-strukturer. Her vokser stamcellene til små kuler som har vist seg å være mer effektive enn normale 2D-kulturer når de skal settes inn i eggstokker.

Kulene av stamceller spredte seg i forsøk lettere enn de todimensjonale «skivene» og var mer levedyktige. 3D-cellekulturene stimulerte eggstokkene til å produsere flere og større eggblærer, og østrogennivået steg kraftig. Dermed gir den nye behandlingen håp for kvinner med dysfunksjonelle eggstokker – noe som i dag er stort sett umulig å kurere.

Forskere får med en ny metode stamceller fra morkaker til å vokse i kuler som kan sprøytes inn i eggstokkene. Her stimulerer cellene til at det dannes eggblærer der kvinnens egg modnes.

© Lotte Fredslund & Shutterstock

Forskere høster stamceller

Etter en fødsel blir stamceller tatt ut av morkaken. Omkring en million celler blir «plantet» i en næringsrik væske i et varmeskap der cellene begynner å dele seg og vokse i antall.

© Lotte Fredslund & Shutterstock

Stamceller vokser i «brønner»

Stamcellene vokser i små fordypninger. Tidligere dyrket forskere stamceller på en flat overflate, slik at de bare vokste i bredden, ikke i høyden, men kuleformen gjør det lettere for forskerne å kontrollere antallet celler og formen på cellekulturen.

© Lotte Fredslund & Shutterstock

Cellekuler settes inn i eggstokk

Stamcellene høstes etter tre dagers inkubasjon og blir injisert i en eggstokk. Stamcellene stimulerer de genene som koder for dannelsen av eggblærer, slik at antallet stiger og fertiliteten økes betraktelig.

Hvis eggstokken likevel ikke kan reddes, er forskerne klare med en metode til å skape en helt ny eggstokk. En gruppe amerikanske forskere vil produsere «reserveeggstokker» ved hjelp av 3D-printerteknologien.

Forskerne holder på å utvikle en kunstig, funksjonell eggstokk som kan transplanteres inn i kvinner med nedsatt fertilitet. Forsøk har vist at særlig én ting er avgjørende for om vi kan 3D-printe en funksjonell eggstokk: formen på de små hulrommene – porene – der eggblærene sitter.

Forskerne har prøvd seg fram ved å 3D-printe eggstokker til mus av materialet hydrogel, en slags gelé. Eggstokkene ble printet i gittermønstre med ulik størrelse på mellomrommet mellom «stillaset» av hydrogel.

Først prøvde forskerne å printe hydrogel i et rettvinklet mønster med en 90 grader vinkel mellom hver «avstiver» i stillaset. Deretter ble eggblærer satt inn i de firkantede hulrommene. Men siden blærene bare hadde kontakt med en avstiver, vandret cellene som fester og modner eggblærene vekk, med det resultatet at flere av eggene døde.

Deretter prøvde forskerne å 3D-printe stillas av hydrogel med 30- eller 60-graders vinkler mellom avstiverne. Eggblærene og støttecellene holdt seg bedre på plass, og blærene dannet dermed flere hormoner og modnet bedre fram til eggløsning.

Forskergruppen har testet de mest lovende eksemplarene av eggstokker på ni mus som fikk levedyktige unger. Neste skritt er å teste metoden på store dyr, før forskerne kan gå videre i utviklingen av 3D-printede eggstokker til kvinner.

Forskere fra Northwestern University har brukt en 3D-printer til å «skrive ut» kunstige eggstokker som består av såkalt hydrogel.

© Kristin Samuelson/Northwestern University

Kosttilskudd kan forbedre fertiliteten

Selv kvinner med funksjonelle eggstokker få store problemer med å bli gravide etter hvert som de blir eldre. Hittil har ikke biologene visst akkurat hvorfor og hvordan aldring egentlig går ut over fruktbarheten, men nå har en australsk forskergruppe gjort et banebrytende funn: Forskerne har påvist at nivået av det eggblærestimulerende stoffet NAD+, nikotinamid-adenin-dinukleotid, faller kraftig i takt med alderen.

NAD+ er et såkalt koenzym, som blant annet vedlikeholder morcellers evne til å dele seg og bli til sunne eggceller som kan bli befruktet. Men når mengden av NAD+ faller, begynner celledelingen å svikte. Kromosomene blir ikke riktig fordelt i eggcellene – og da kan ikke kvinnen bli gravid.

Forskergruppen har imidlertid oppdaget at et kosttilskudd kan gjenopprette NAD+-nivået, slik at celledelingen igjen kommer på rett kurs. Oppdagelsen har skjedd i forsøk med eldre mus som hadde et lavt NAD+-nivå i eggstokkene sine. Forskerne tilsatte stoffet NMN, som er et forstadium til NAD+, til musenes drikkevann. Allerede fire uker senere var NAD+-nivået i musenes egg gjenopprettet og fertiliteten normalisert.

Men forskernes positive resultater stopper imidlertid ikke her. Teamet oppdaget nemlig også at et normalt NAD+-nivå motvirker de negative konsekvensene morens høye alder normalt kan ha for fosterutviklingen. Mye tyder altså på at forskerne nå står med både en forklaring på hvorfor eldre kvinners eggkvalitet daler – og en enkel metode til å løse problemet.

Når forskerne identifiserer de nøyaktige mekanismene som endrer seg, forringes eller skades av aldring, kan det åpne for en helt ny klasse av behandlinger. Ifølge fertilitetseksperten Marcelle Cedars fra University of California San Francisco vil vi faktisk komme til å se kvinner føde sunne og friske barn i en mye høyere alder enn det som normalt er mulig i dag.

«Hvis vi kan fastslå mekanismene som er involvert når eggstokkene blir eldre, kan vi potensielt utvikle behandlinger som gjør deg i stand til å ha sunne egg når du er over 50 år gammel, kanskje også over 60», sier hun.

Vi vet fortsatt veldig lite om hvorfor kvinners fruktbarhet daler med alderen, forklarer Marcelle Cedars videre, så i takt med at ny kunnskap dukker opp, kan behandlingene bli mye mer effektiv.

Og hvis legene samtidig kan identifisere de utfordringene hver av kvinnene har, og hvilke gener som må «skrus på» og «skrus av» for å rette opp i problemene, kan stamceller, 3D-printede organer og kosttilskudd målrettes til hver enkelt kvinnes behandling. Og da ser vi ikke bare fram mot nye behandlingsteknologier, men en tid der enhver kvinne som ønsker å bli gravid, også kan bli det.