Aikamoista: Munasarja 3D-tulostimella – Steriloitu hiiri synnytti bioproteesin avulla terveitä poikasia

Tutkijat toivovat menetelmän poikivan apua syöpäpotilaille.
Tiede 18.5.2017 22:22

Gelatiinista kerrostettu kehikko näkyy mikroskoopilla. © Kristin Samuelson / Northwestern

Yhdysvaltalaistutkijat onnistuivat valmistamaan 3D-tulostimen avulla munasarjaproteesin, joka palautti hedelmällisyyden steriloiduille hiirille.

Munasolut kypsyivät näissä korvikkeissa kuten oikeissakin munasarjoissa ja tuottivat terveitä poikasia, Northwestern-yliopiston tutkijat raportoivat Nature Communications -lehdessä.

Tekomunasarja kerrostettiin gelatiinista. Sitä syntyy kollageenista, jota on ihmisen ja muiden eläinten elimistössä runsaasti luonnostaan. Tutkijat nimittävätkin siitä tehtyä istutetta bioproteesiksi.

Rakenteeltaan se on kolmiulotteinen ristikko. Tämä osoittautui olennaiseksi solujen elossa pysymiselle: huokoinen verkkorakenne tuki niitä kasvun aikana kaikilta puolilta kuin rakennustelineet.

”Ilman 3D-tulostinta emme olisi onnistuneet”, apulaisprofessori Ramille Shah kertoo Northwestern-yliopiston verkkosivulla.

Video: Näin 3d-tulostettu munasarja toimii. Lähde: Northwestern / Guardian News / Youtube.

Tutkijat valmistivat tukikehikoista hiiren munasarjan kokoisia, 15 x 15 millimetrisiä, ja kylvivät niihin hiiren munarakkuloita.

Munarakkula sisältää sekä munasolun että tukisoluja, jotka tuottavat hormoneja, kuten estradiolia ja progesteronia. Näitä hormoneja tarvitaan paitsi lisääntymiskyvyn ylläpitämiseen myös esimerkiksi luiden ja rintojen kasvuun.

Kuhunkin munasarjaproteesiin upotettiin 40–50 munarakkulaa. Sitten tutkijat istuttivat ne yhdeksään hiirinaaraaseen, joiden omat munasarjat oli poistettu. Kahdesta tehtiin verrokkeja: niille asennettiin tyhjä kehikko.

Tätä hiiren munasolua tukisoluineen on kypsytetty bioproteesissa kuuden päivän ajan.

Tätä hiiren munasolua tukisoluineen on kypsytetty bioproteesissa kuuden päivän ajan. © Kristin Samuelson / Northwestern

Kaikkiin korvikemunasarjoihin ilmestyi viikon kuluessa verisuonia, tutkijat huomasivat. Suonet ovat istutteen toiminnan kannalta tärkeitä, koska ne kuljettavat sekä hormoneita että ravinteita ja happea.

Osoittautui, että munasolut kypsyivät ja irtosivat munarakkuloilla ryyditetyistä proteeseista samalla tavalla kuin oikeistakin munasarjoista.

Kun istutteen saaneet naaraat parittelivat urosten kanssa, kolme tuli raskaaksi ja synnytti. Emot pystyivät myös imettämään, mikä kieli hormonien normaalista toiminnasta.

Poikaset olivat terveitä ja synnyttivät aikanaan terveitä jälkeläisiä.

Bioproteesiin laitettuihin munarakkuloihin ympättiin fluoresoivaa proteiinia, joka hehkuu vihreänä. Näin pystyttiin varmistamaan, että hedelmöitynyt munasolu on proteesista peräisin.

Bioproteesiin laitettuihin munarakkuloihin ympättiin fluoresoivaa proteiinia, joka hehkuu vihreänä. Näin pystyttiin varmistamaan, että hedelmöitynyt munasolu on proteesista peräisin.  © Kristin Samuelson / Northwestern

Tutkijat toivovat, että tämä menetelmä poikii konstin auttaa naisia, joiden munasarjat tai -solut vioittuvat esimerkiksi syöpähoitojen seurauksena.

Nyt kehitetty bioproteesi toimii vain hiiressä, tutkijat korostavat. Ihmisen munarakkulat ovat paljon suurempia ja kasvavat nopeammin kuin hiiren.

Tukikehikon rakennetta pitää saada monin tavoin muutettua, ennen kuin sitä kannattaa edes kokeilla ihmiseen.