Jakten på nya metoder

Att två sammansmälta celler kan bilda en hel människa är ett av naturens mest imponerande förvandlingsnummer. Två celltyper lägger då grunden för individens hundratals miljarder celler av många skilda slag. Men innan det går så långt är det mycket som ska stämma.

Det pågår mycket forskning om hur spermier och ägg måste vara konstruerade för att befruktning ska ske. Och forskarna lär sig också mer om de påföljande stegen i processen, som hur ägget fäster i livmodern.

En grundläggande ”orättvisa” vad gäller fertiliteten är att kvinnor, till skillnad från män, har en tydlig bortre gräns för hur länge de kan få barn. Vid 17 års ålder är fruktsamheten som högst men klingar sedan av i allt snabbare takt. Detta beror på att en kvinna föds med sina ägg och att de inte nybildas. Eller så har man i alla fall trott de senaste femtio åren. Nu visar det sig att åtminstone mushonor faktiskt har stamceller i sina äggstockar som ger upphov till nya ägg.

Forskare vid Harvard Medical School i Boston räknade antalet äggblåsor hos mushonor i olika åldrar. Det visade sig att unga möss har omkring 5 000 äggblåsor som kan bilda var sitt ägg. Men samtidigt kunde hundratals ägg ses dö vid ett och samma tillfälle. Utan nybildning borde inte äggen räcka mer än ett par veckor, och eftersom äldre möss faktiskt har ägg kvar började forskarna leta efter en förklaring.

Kvinnor mer lika män än man trott?

När de studerade äggstockarna närmare fann de ett slags stamceller som liknar dem som bildar könsceller (spermier eller ägg) hos foster. Dessa celler delade sig också kontinuerligt. Men de var få, bara runt 65 stycken per äggstock. För att bekräfta att stamcellerna verkligen bildar nya äggceller gjorde forskarna ett fiffigt experiment.

En musstam var genetiskt modifierad så att alla dess celler kunde lysa grönt i fluorescerande ljus. På honor av denna stam transplanterade forskarna en halv äggstock från vanliga mushonor. Efter några veckor syntes gröna äggceller i den transplanterade vävnaden. Könsstamcellerna från mottagarmusens sida av äggstocken hade tydligen förflyttat sig till den ”vanliga”, donerade äggstocken och bildade där nya, gröna ägg.

I dag vet inte forskarna om denna typ av stamceller finns även hos människor. Att kvinnors fertilitet drastiskt går ner efter 30 års ålder skulle i så fall kunna bero på att de då börjar minska sin äggbildning, och inte på att de medfödda äggen tagit slut. Kanske kan stamcellerna, om de finns, fås att producera ägg under längre tid med hjälp av riktad stimulering.

Nya rön om ägg och spermier

En förutsättning för att befruktning ska kunna ske är att kvinnans ägglossning fungerar som den ska. Processen inleds när gulkroppshormon utsöndras mitt i kvinnans menstruationscykel. Det leder till att en äggblåsa spricker och ett ägg mognar. Men eftersom varken äggceller eller äggblåsor har några mottagarmolekyler för gulkroppshormon, har man frågat sig vilka andra aktörer som är med i denna process.

I en ny studie visar forskare vid Stanford University i USA att gulkroppshormonet påverkar en hel rad av så kallade EGF-liknande tillväxtfaktorer. Dessa sätter i gång den omogna äggcellens utveckling och gör också att de omgivande cellerna i vävnaden expanderar så att ägglossningen kan komma till stånd. Det är möjligt att stimulering med ett urval av dessa ämnen skulle kunna förbättra odling på laboratorium av ägg inför in vitro-fertilisering, skriver forskarna.

När ägget väl är på plats kommer nästa aktör in i bilden, spermien. Till skillnad från ägget har spermien konkurrens av andra, eftersom några miljoner spermier sprutas i väg på samma gång. Spermier måste därför kunna simma tillräckligt spänstigt för att hinna fram först.

Det är dessutom viktigt att kunna spurta. Det visade forskare vid University of Texas Southwestern Medical Center när de studerade hur musspermier rör svansen när de simmar. Den långa svansen för spermien framåt genom att rotera. När spermien kommit fram till ägget krävs en extra skjuts för att befruktning ska ske.

Denna spurt kräver extra energi som delvis förmedlas genom att kanaler som släpper igenom kalciumjoner inuti cellen öppnas. Mushanar som saknar sådana kalciumkanaler är infertila. Skillnaden mellan deras spermier och spermier från friska möss är just att de inte kan komma igenom äggets yttre lager och befrukta det.

Det är också viktigt att spermier satsar på rätt ägg. I forskning gjord på möss har en grupp forskare vid Emory University School of Medicine i USA kunnat se att ett speciellt protein på spermiens yta känner igen obefruktade ägg. Proteinet kallas SED1 och visade sig bara binda till ägg som var obefruktade, medan befruktade ägg lämnades därhän.

Ett annat dilemma är spermier som bär på sjukdom. I Sverige finns en grupp män som är smittade med virussjukdomen hiv, exempelvis blödarsjuka som fått smittat blod. Med hjälp av bromsmedicinering har de undvikit att bli sjuka. För att hjälpa denna grupp att bli pappor har forskare vid Karolinska universitetssjukhuset i Huddinge tagit fram en metod att ”tvätta” spermierna. Dessa centrifugeras i olika lösningar, och man undersöker sedan att inget virusmaterial finns kvar i dem. Därefter kan spermierna användas för provrörsbefruktning.

Att fästa eller inte fästa – det är frågan

När väl spermien och ägget slagit sig samman, återstår flera kritiska faser innan ett barn kan utvecklas. En sådan avgörande tidpunkt under embryots första tid är när den lilla cellklumpen ska fästa i livmoderväggen. Enligt vissa beräkningar ligger misslyckad implantering bakom tre fjärdedelar av spontant avslutade tidiga graviditeter.

En grupp forskare vid University of California i San Fransisco rapporterade förra året hur det mänskliga, befruktade ägget blir moget att fastna. Då utvecklas mottagarmolekyler på det tidiga embryots yta som kan ”haka i” speciella sockermolekyler som bildas på insidan av livmoderväggen, ungefär som kardborrband.

På embryots yta utvecklas en speciell molekyl som kallas L-selectin. Likt en tennisboll som rullar i sirap börjar embryot sakta ner farten när det rullar längs livmoderns yta. Till slut stannas rörelsen upp, och embryot fäster och börjar utvecklas.

Om implanteringen inte fungerar bra kan det bero på att livmoderns sockerkedjor är felaktigt konstruerade eller för få, eller att L-selectin av någon anledning inte utvecklas som det ska.

Att embryot misslyckas med att fastna kan också bero på att det finns för mycket av vissa ämnen. I forskning på möss har forskare vid Vanderbilt University Medical Center i USA sett att en i kroppen naturligt förekommande cannabinoidliknande substans, anandamid, också spelar roll för hur embryot fäster. Men det krävs att ämnet finns i exakt rätt dos. Vid för hög koncentration motverkar ämnet i stället implantering. Forskarna tror att detta kan vara en förklaring till att kvinnor som nyttjar cannabis oftare drabbas av tidiga missfall.

Ljus påverkar fruktsamhet

Det är inte bara inre faktorer som avgör hur fruktbara vi är. Även yttre påverkan spelar roll. I en studie som presenterades vid ett möte anordnat av British Fertility Society under våren 2004 visade man att kvinnors fertilitet varierar under året, åtminstone när det handlar om assisterad befruktning.

Läkarna analyserade 3 000 försök som skett under en treårsperiod. De embryon som implanterades under årets ljusaste månader (maj till september) gav upphov till graviditet i 20 procent av fallen. Det kan jämföras med embryon som implanterades mellan november och februari, där motsvarande siffra var 16 procent.

De ägg som stimulerades fram var av lika god kvalitet oavsett årstid, men det behövdes mer av hormonet gonadotropin för att stimulera fram ägg under de mörka månaderna.

Frysta ägg kan ge framtida barn

Infertilitet kan också uppstå som ett resultat av olika sjukdomar, eller kanske snarare av den behandling som krävs för att bota dem. Unga kvinnor som drabbas av cancer tillfrisknar i de flesta fall. Men strålningsbehandling och cellgifter har tidigare lett till att många blivit sterila. Nu arbetar läkare och forskare med att utveckla nya tekniker för att kunna frysbevara dessa patienters ägg under behandlingstiden. Då har även de chansen att bli föräldrar.

– Om kvinnorna redan har en partner fryser vi befruktade embryon, men annars är det de obefruktade äggen som vi bevarar. Hos förpubertala kvinnor går det också att ta biopsier från äggstocksbarken där omogna, så kallade primordiala ägg finns, säger Outi Hovatta, professor i obstetrik och gynekologi vid Karolinska universitetssjukhuset, Huddinge.

Hos andra däggdjur har primordiala ägg kunnat utvecklas till mogna ägg utanför kroppen, men metoderna är ännu inte anpassade för människor.

– Men för dem som är riktigt unga kan det handla om 10-15 år innan det är dags för barn, och då är chansen god att vi har lärt oss hur vi ska göra, säger hon.