Forskare bekämpar barnlöshet: Drick dig gravid

Barnlöshet drabbar många miljoner, men i ett laboratorium i Australien arbetar biologer på den hittills enklaste fertilitetsbehandlingen: ett pulver i ett glas vatten. Med en ny generation av läkemedel kan vi kanske till och med en dag helt göra slut på ofrivillig barnlöshet.

Barnlöshet drabbar många miljoner, men i ett laboratorium i Australien arbetar biologer på den hittills enklaste fertilitetsbehandlingen: ett pulver i ett glas vatten. Med en ny generation av läkemedel kan vi kanske till och med en dag helt göra slut på ofrivillig barnlöshet.

Lotte Fredslund & Shutterstock

Hon är 43 år och har i flera år försökt att få barn – först med sin partner och sedan på fertilitetsklinik – men äggstockarna producerar inte längre fruktbara ägg. Hon har egentligen givit upp sina drömmar om att bli gravid när ett nytt kosttillskott kommer ut på marknaden: ett pulver upplöst i dricksvatten.

För varje droppe vrids tiden tillbaka i äggstockarna så att de fungerar som när hon var ung. Kvinnan utvecklar stora och friska ägg som läkarna befruktar, och nio månader senare står hon med sitt barn i famnen.

Fertilitetsbehandling kan inom kort bli mycket enklare och mer effektivt sedan australiensiska forskare i sitt laboratorium har hittat ett enzym som ger nytt liv till gamla äggstockar – och kan tillverkas i pulverform. Nya metoder behövs verkligen. Ofrivillig barnlöshet är ett växande problem och behandlingarna är idag ofta dyra, tidskrävande och påfrestande.

Lyckligtvis är forskarteam i hela världen snart klara med ett helt spektrum av nya tekniker som både är enklare och betydligt mer effektiva än de vi har idag. Stamceller från kroppen kan öka östrogennivån. 3D-skrivare kan ”skriva ut” nya äggstockar. En del experter menar till och med att fertilitetsproblem helt kan utrotas i framtiden.

🎬 Förstå celldelning på 50 sekunder:

Äggen är lika gamla som kvinnan

Kroppens celler kan återskapa sig själva tack vare ett lager av stamceller som producerar nya celler till kroppens olika behov. Slitna kroppsceller stöts därför bort och ersätts med friska celler. Det gäller dock inte för kvinnors äggceller.

Förstadierna till en kvinnas cirka 400 000 ägg skapas redan när hon är ett foster och äggen vilar därefter i äggstockarna tills de ett efter ett tas i bruk när flickan når puberteten och hennes menstruationscykel börjar. När kvinnan bara har cirka 1 000 ägg kvar kommer hon in i övergångsåldern och kan inte längre få barn.

Redan långt innan övergångsåldern drabbas många kvinnor av ofrivillig barnlöshet eftersom äggcellerna inte längre kan dela sig korrekt, kromosomfel börjar dyka upp eller äggen inte längre utvecklas perfekt. De här utmaningarna drabbar allt fler och i september 2020 uppskattade WHO, Världshälsoorganisationen, att uppåt 186 miljoner människor runt om i världen kämpar med fertilitetsproblem.

Äggceller bildas genom celldelning av de så kallade könscellerna, men i takt med att kroppen åldras minskar äggstockarnas mängd av enzymet NAD+ som står för en frisk celldelning. Nu har forskare utvecklat ett kosttillskott som kan lösas upp i dricksvatten och öka mängden NAD+ igen.

© Lotte Fredslund & Shutterstock

Trådar fångar upp kromosomer i unga ägg

I alla kroppens celler håller coenzymet NAD+ (nikotinamid-adenin-dinukleotid) fast bland annat dnas fysiska struktur. NAD+ upprätthåller bland annat det nätverk av trådar som fattar tag i varje halva av ett kromosompar när celler delar sig – som äggceller gör i processen meios.

© Lotte Fredslund & Shutterstock

Åldrande skadar spoltrådar

I takt med åldern minskar mängden NAD+ i kroppen, vilket särskilt påverkar könscellerna i äggstockarna. Spoltrådarna lyckas inte riktigt få tag i kromosomerna, och paren kan inte ordnas i en jämn rad som vid en vanlig väl fungerande celldelning.

© Lotte Fredslund & Shutterstock

Pulver återställer NAD+

Forskare tillsätter ämnet nikotinamid-mononukleotid (NMN) i dricksvatten och ger det till äldre möss med nedsatt fertilitet. NMN sprider sig från magsäcken till resten av kroppen. Cellerna omvandlar det till NAD+, vilket gör mössen mer fruktbara eftersom spoltrådarna fungerar korrekt.

I dag är fertilitetsbehandlingar ofta dyra, besvärliga och riskabla. Exempelvis tas ägg ut ur livmodern och befruktas i ett laboratorium, en procedur som kan orsaka blödningar och infektioner, medan fertilitetsmedicin ökar risken för farliga graviditeter med tvillingar och trillingar. Forskarna arbetar dock på nya och mycket enklare behandlingar: att återställa äggstockarnas naturliga funktion. Särskilt stamceller får stor uppmärksamhet.

Cellerna kan nämligen potentiellt utvecklas till kroppens specialiserade celler och kan hämtas från så olika platser som fettvävnad och fostervatten. I ett experiment 2018 tog forskare från Spanien och Kanada stamceller från benmärg och sprutade in dem i möss med skadade äggstockar.

Stamcellerna från benmärgen visade sig stimulera tillväxten av de så kallade äggblåsorna där äggen mognar inför ägglossningen. Samtidigt stärkte stamcellerna blodförsörjningen till äggstocken genom att utveckla ett utökat nätverk av blodkärl. Behandlingen resulterade i att både antalet livskraftiga foster och antalet friska ungar ökade.

Könsceller är förstadiet till äggceller. Genom två celldelningar blir könscellen till fyra så kallade dotterceller som kan befruktas.

© Shutterstock

Moderkaka återupplivar äggstockar

Stamceller är av naturen extremt flexibla, men nackdelen är att de normalt måste opereras ut ur kroppen. Nu har koreanska forskare dock hittat en enklare metod: stamceller från moderkakor.

När en kvinna har fött barn kan cellerna skördas från moderkakan och komma till nytta hos andra kvinnor. Innan stamcellerna från en moderkaka kan användas för fertilitetsbehandling måste de ”odlas” i värmeskåp, där de kan dela sig och växa till större så kallade cellkulturer.

Tillväxten sker normalt på en plan yta där stamcellerna breder ut sig och bara växer i två dimensioner. För att ge stamcellkulturerna en extra dimension har de koreanska forskarna i stället odlat stamceller från moderkakor i tredimensionella ”brunnar”. Här växer stamcellerna till små kulor som har visat sig vara mer effektiva än vanliga tvådimensionella kulturer när de ska föras in i äggstockar.

Kulorna med stamceller spred sig i experimentet bättre än de tvådimensionella ”skivorna” och var mer livskraftiga. 3D-cellkulturerna stimulerade äggstockarna till att producera fler och större äggblåsor samt höjde östrogennivån kraftigt. Därmed ger den nya behandlingen hopp för kvinnor med dysfunktionella äggstockar – vilket annars i dag är i stort sett omöjligt att bota.

Med en ny metod kan forskare få stamceller från moderkakor att växa i kulor som sedan kan sprutas in i äggstockarna. Här stimulerar cellerna bildandet av äggblåsor där kvinnans ägg mognar.

© Lotte Fredslund & Shutterstock

Forskare skördar stamceller

Efter en födelse tas stamceller ut ur moderkakan. En miljon celler "planteras" i en näringsrik vätska i ett värmeskåp där cellerna börjar dela sig och bli fler.

© Lotte Fredslund & Shutterstock

Stamceller växer i ”brunnar”

Stamcellerna växer i små fördjupningar. Tidigare odlade forskare stamceller på en plan yta där de bara kunde sprida ut sig i två dimensioner, men kulformen gör det enklare för forskarna att kontrollera antalet celler och cellkulturens form.

© Lotte Fredslund & Shutterstock

Cellkulor sätts in i en äggstock

Stamcellerna skördas efter tre dagars inkubation och injiceras i en äggstock. Stamcellerna stimulerar de gener som står för bildandet av äggblåsor, vilket gör att de ökar i antal samt ger betydligt bättre fertilitet.

Om äggstocken ändå inte går att rädda med stamcellerna arbetar forskarna med en metod för att skapa en helt ny äggstock. En grupp amerikanska forskare ska tillverka ”reserväggstockar” med hjälp av 3D-skrivare.

Forskarna håller på att utveckla en artificiell, funktionell äggstock som kan transplanteras in i kvinnor med nedsatt fertilitet. Studier har visat att särskilt en sak är avgörande för om vi kan 3D-skriva en funktionell äggstock: formen på de små hålrummen – eller porerna – där äggblåsorna sitter.

Forskarna har provat sig fram genom att 3D-skriva äggstockar för möss i materialet hydrogel, en form av gelé. Äggstockarna skrivs ut i olika gittermönster med olikformade hålrum i en ”byggnadsställning” av hydrogel.

Först provade forskarna att 3D-skriva hydrogel i ett rätvinkligt mönster med 90 grader mellan varje ”regel” i ställningen. Därefter fördes äggblåsor in i de fyrkantiga hålrummen. Eftersom blåsorna bara hade kontakt med en regel vandrade celler som håller fast och får äggblåsorna att mogna bort, vilket resulterade i att flera av äggen dog.

Därefter provade forskarna att 3D-skriva ställningar av hydrogel med 30- eller 60-graders vinklar mellan reglarna. Äggblåsorna och deras stödceller hölls fast bättre och blåsorna bildade också fler hormoner och mognade bättre fram till ägglossningen.

Forskarteamet har testat de mest lovande exemplaren av äggstockar i nio möss som fick livsdugliga ungar. Nästa steg är att testa metoden på större djur innan forskarna kan gå vidare med utvecklingen av 3D-skrivna äggstockar för människor.

Forskare på Northwestern University har använt en 3D-skrivare för att ”skriva ut” artificiella äggstockar som består av så kallat hydrogel.

© Kristin Samuelson/Northwestern University

Kosttillskott kan förbättra fertiliteten

Även kvinnor med funktionella äggstockar kan när de blir äldre få stora problem med att bli gravida. Hittills har biologerna inte vetat exakt varför och hur åldrandet egentligen försämrar fruktbarheten, men nu har ett australiensiskt forskarteam gjort en banbrytande upptäckt: Forskarna har lyckats visa att nivån av det äggblåsestimulerande ämnet NAD+, nikotinamid-adenine-dinukleotid, faller kraftigt när kvinnor åldras.

NAD+ är ett så kallat coenzym som bland annat underhåller modercellers förmåga att dela sig och bli till friska äggceller som kan befruktas. När mängden NAD+ faller börjar celldelningen försämras. Kromosomerna fördelas inte korrekt i äggcellerna och det förhindrar kvinnans graviditet.

Forskarteamet har dock sensationellt upptäckt att ett kosttillskott kan återställa nivån av NAD+ så att celldelningen kommer på rätt kurs igen. Upptäckten gjordes i studier på äldre möss som hade en låg nivå av NAD+ i sina äggstockar. Forskarna tillsatte ämnet NMN, ett förstadium till NAD+, i mössens dricksvatten. Redan fyra veckor senare var nivån av NAD+ i mössens ägg återställd och fertiliteten normaliserad.

Forskarnas positiva resultat slutar dock inte här. Teamet upptäckte också att en normal nivå av NAD+ motverkar de negativa konsekvenserna som moderns höga ålder normalt kan innebära för fostrets utveckling. Mycket tyder alltså på att forskarna nu både har hittat en förklaring på varför kvaliteten på äldre kvinnors ägg försämras – och en enkel metod för att lösa problemet.

När forskarna identifierar de exakta mekanismerna som förändras, försämras eller skadas vid åldrande kan det öppna för en helt ny klass av behandlingar. Enligt fertilitetsexperten Marcelle Cedars på University of California San Francisco kommer vi till och med att få se kvinnor föda friska barn vid betydligt högre ålder än vad som normalt är möjligt idag.

”Om vi kan fastställa vilka mekanismer som är aktiva när äggstockarna blir äldre finns möjligheten att vi kan utveckla behandlingar som gör att du kan ha friska ägg ända upp i 50-årsåldern, kanske till och med 60-årsåldern”, säger hon.

Vi vet fortfarande mycket lite om varför kvinnors fruktbarhet försämras med åldern, förklarar Marcelle Cedars vidare, så i takt med att ny kunskap dyker upp kan behandlingarna bli betydligt mer effektiva.

Om läkarna samtidigt kan identifiera varje enskild kvinnas utmaningar samt vilka gener som ska ”tändas” och ”släckas” för att korrigera problemen kan stamceller, 3D-skrivna organ och kosttillskott anpassas exakt för varje kvinnas behandling. Då kan vi inte bara se fram emot nya behandlingstekniker utan en tid då alla kvinnor som vill bli gravida också kan bli det.