Für viele Frauen ist es ein sensibles Thema: Will ich Kinder bekommen? Und wenn ja, wann? Viele erleben dabei einen Zwiespalt. Es ist heute ganz normal, erst in den 30ern Mutter zu werden. Gleichzeitig wird es aber mit zunehmendem Alter schwieriger, schwanger zu werden, und Risiken können steigen. Auch deshalb ist die Zahl der Kinderwunschbehandlungen in den letzten Jahren deutlich gestiegen. Ein Weg, der körperlich und psychisch belastend sein kann und oft auch teuer ist. Und mit dem Alter sinken auch hier die Erfolgschancen.
Veränderungen im weiblichen Körper
Was passiert da genau im weiblichen Körper? Was verändert sich mit den Jahren und wie kann die Forschung dabei helfen, dass es künftig leichter wird, ein Kind zu bekommen, auch mit medizinischer Unterstützung? Darum geht es hier heute in „Ach Mensch“. Ich bin Jessi Hughes. Schön, dass ihr zuhört. „Ach Mensch“ – Schwerpunkt Körper und Psyche. Ein detektor.fm-Podcast in Kooperation mit der Max-Planck-Gesellschaft. Schuh ist Direktorin am Max-Planck-Institut für multidisziplinäre Naturwissenschaften in Göttingen. Mit ihrem Team erforscht sie, wie menschliche Eizellen funktionieren und warum genau hier oft die biologischen Ursachen für Unfruchtbarkeit und Fehlgeburten liegen. Ich freue mich sehr, dass wir heute darüber sprechen können. Ganz persönlich: Herzlich willkommen, Frau Schuh!
Fruchtbarkeitsprobleme
Ja, freut mich sehr. Vielen Dank für die Einladung. Ja, ich habe es gerade schon erwähnt: Fruchtbarkeitsprobleme sind ja ein ziemlich großes Thema, ein gesellschaftlich relevantes Thema, weil Frauen mittlerweile erst viel später Kinder bekommen als vor einigen Jahrzehnten noch. Ich würde ja am liebsten eigentlich jeder empfehlen, sich von der Kinderfrage nicht so stressen zu lassen. Es ist ja schlicht irgendwie auch sehr unfair, dass wir in diesem Lebensabschnitt von, ich sage mal, 20 bis Mitte 30 gleichzeitig eigentlich uns selber finden sollen, eine erfolgreiche Karriere starten und dann auch noch eine Familie gründen.
Können sich unsere Körper nicht einfach mal an die heutige Zeit anpassen? Ja, das wäre natürlich wirklich schön, wenn die Evolution da mitgehen würde und so schnell wäre, dass das klappt. Das ist aber leider etwas, was natürlich nicht geht. Und ja, deshalb ist eben Fruchtbarkeit bei Frauen ab Mitte 30 ein ganz schwieriges Thema für viele, für einige nicht. Das ist auch individuell sehr unterschiedlich. Aber leider sind wir da evolutionär immer noch da, wo der Mensch vor vielen, vielen Jahren war, als die Lebenserwartung geringer war, als man viel früher Kinder kriegen musste. Und es passt nicht mehr zu den heutigen Lebensumständen.
Der Weg zur Schwangerschaft
Irgendwie ist das auch so ein bisschen ironisch, weil ich habe das Gefühl, im Leben einer Frau ist man erst ziemlich lang damit beschäftigt, auf gar keinen Fall schwanger zu werden. Also man kennt sich dann wirklich bestens aus mit allen Verhütungsmethoden. Und wenn Frau dann schwanger werden möchte, dann fällt einem unter Umständen auf, dass es gar nicht so schnell geht, wie man dachte. Also die Wahrscheinlichkeit, in einem Zyklus überhaupt schwanger zu werden, die liegt ja nur bei 25 bis ca. 35 Prozent. Also selbst bei jungen, gesunden Frauen ist das eigentlich eine ziemliche Glückssache.
Absolut. Warum ist das eigentlich so? Ich finde das ziemlich absurd, dass es so unglaublich schwer ist, eigentlich schwanger zu werden. Ja, absolut. Also das stimmt, man ist lange Zeit mit Verhütung beschäftigt, und dann auf einmal, wenn man in Richtung Familiengründung denkt, dann stellt man fest, so ganz einfach geht das nicht. Und dann dauert es doch oft auch viel, viel länger, bis es wirklich klappt, als man das erwartet. Und ja, auch bei jungen Frauen dauert es manchmal. Man braucht verschiedene Versuche. Ein Grund dafür liegt auch in der Eizellqualität. Selbst bei jungen Frauen haben Eizellen ziemlich häufig Fehler. Schon da sind so 20 bis 25 Prozent der Eizellen fehlerhaft, und die können dann nicht sich in einem gesunden Embryo entwickeln.
Risiken und Fehlgeburten
Und dann müssen natürlich auch außerhalb der Eizelle viele Dinge zusammenkommen. Da muss einmal das Spermium zur richtigen Zeit da sein. Die Eizellen sind nur im kurzen Fenster befruchtungsfähig, kurz nach dem Eisprung. Und dann muss natürlich auch alles was danach passiert, also die ersten Teilungen des Embryos, der Embryo, wie er entlang wandert hin zur Gebärmutter, und dann die Einnistung des Embryos, all das muss richtig ablaufen und ist leider fehleranfällig, sodass es eben häufig länger dauert, bis es klappt. Also ab 30 liegt das Risiko für eine Fehlgeburt bei 12 bis 20 Prozent. Ab 35 enden dann schon 20 bis 30 Prozent, also fast jede dritte Schwangerschaft vor der 12. Schwangerschaftswoche.
Einfluss des Alters auf die Fruchtbarkeit
Woran liegt es denn, dass das Alter jetzt hier so einen großen Einfluss auf die Fruchtbarkeit hat? Also was ganz spannend ist, ist, dass wir Frauen mit all unseren Eizellen geboren sind. Also wenn ein weiblicher Fötus sich in der Gebärmutter der Mutter entwickelt, dann werden schon ganz früh, schon so ungefähr nach zwölf Wochen, die Eizellen angelegt. Und diese Eizellen, die so früh entstehen, die müssen dann das ganze Leben lang reichen. Und das bedeutet, dass eine 40-jährige Frau auch 40-jährige Eizellen hat.
Was dann passiert, ist, dass diese Eizellen zunächst mal in so einen Ruhestand übergehen und dann erst in der 10. eingelagert sind. Dann altern sie auch. Und dadurch entstehen dann durch diese Alterung Fehler, die die Fruchtbarkeit beeinflussen. Ja, das ist doch eigentlich ziemlich verrückt, oder? Wenn man überlegt, also Spermien zum Beispiel werden ja immer wieder neu nachproduziert. Wie kommt es denn, dass wir nicht einfach Eizellen während unseres Lebens nachproduzieren? Warum sind alle schon von Anfang an angelegt?
Das ist eine super Frage. Warum hat die Evolution das nicht anders gemacht? Und warum ist es bei den Männern doch ein bisschen einfacher als bei den Frauen? Also wir wissen nicht ganz genau, warum das so ist. Aber eine Möglichkeit ist, dass die Eizelle ganz viel an den Embryo weitergeben muss. Also in der Eizelle befinden sich zum Beispiel auch Mitochondrien. Das sind die Kraftwerke unserer Zelle. Und diese Mitochondrien kommen alle aus der Eizelle heraus. Und es ist ganz wichtig, dass auch diese anderen Zellbestandteile richtig jung und in einem guten Zustand an den Embryo weitergegeben werden.
Mitochondrien und Eizellen
Jetzt ist es so, dass in normalen Zellen die Mitochondrien altern. Also auch in den Spermien, die teilen sich und da altern die Mitochondrien über die Zeit. Und das möchte man nicht. Also wenn man jetzt sozusagen Eizellen hätte, die sich immer teilen, immer neue Mitochondrien beispielsweise produzieren, dann wären das alte Mitochondrien, die die Eizelle wieder weitergeben würde. Und was die Natur wahrscheinlich gemacht hat, ist, dass sie gesagt hat: Okay, wir nehmen uns jetzt diese Zelle und wir konservieren sie in einem jungen Zustand.
Also wir lassen die Mitochondrien da, wir schrauben den ganzen Stoffwechsel dieser Zellen runter und lagern die jetzt ein. Dann kann man 30 Jahre später auch noch mit einer Eizelle arbeiten, die sich gar nicht geteilt hat, wo die Mitochondrien prinzipiell noch jung sind und dann eben in einem guten Zustand an den Embryo gegeben werden. Und das Spermium, das liefert nur die DNA, die Chromosomen, nicht die ganzen anderen Bestandteile, die der Embryo braucht, um sich zu entwickeln.
Und das ist zum Beispiel ein Modell, mit dem man erklären kann, warum macht man das so? Warum hat man die Eizellen von Anfang an da? Damit man eben diese ganz langjährigen oder diese ganz wichtigen anderen Komponenten auch über lange Zeiträume aufbewahren kann. Und beim Spermium sagt man: Okay, das teilt sich und da brauchen wir eigentlich nur die Chromosomen, die sind nicht so anfällig und die können wir dann auch aus diesen älteren Spermien sozusagen mit einbringen. Und da könnte man sagen, eigentlich ist es ja vielleicht eine tolle Idee, diese jungen Zellen dann aufzuheben, aber das funktioniert halt leider nicht perfekt.
Eizellen und ihre Entwicklung
Also bis zu einem bestimmten Grad funktioniert das, aber irgendwann fangen dann doch auch diese Zellen an zu altern und dann kommt es eben zu diesen Fehlern. Ja, vielleicht treten wir auch noch mal ein kleines Stück zurück und gucken uns jetzt noch mal genauer die Eizelle an. Also ein Kind, das mit Eierstöcken geboren wird, in dem befinden sich schon alle Eizellen für das spätere Leben. Dieses Kind wird erwachsen, bekommt einen Zyklus, möchte schwanger werden. Was passiert jetzt mit den Eizellen?
Also die Eizellen, wenn die erst mal gebildet werden, sind sie wirklich winzig klein und dann sitzen sie da als ganz ganz kleine Zellen und werden aufbewahrt. Und damit dann überhaupt ein Leben entstehen kann, muss die Eizelle erst mal wachsen. Und das macht sie in sogenannten Follikeln. Also das sind so große Strukturen, die man im Eierstock findet. Und da gibt es zum Beispiel andere Zellen, die umgeben die Eizelle und füttern die. Und dadurch kann die Eizelle dann wachsen.
Und dieses Wachstum, das dauert bei Menschen fast ein Jahr. Und so wachsen also immer über die Zeit regelmäßig Eizellen zu ihrer vollen Größe. Und wenn dann so eine Eizelle vollständig gewachsen ist, dann hat sie alles angesammelt, was der Embryo braucht, zum Beispiel die Zellentwicklung braucht aber auch andere Komponenten. Und erst dann kann sie in ein Embryo übergehen. Und damit das funktionieren kann, kommt als allererster Schritt der Eisprung. Also die Eizelle muss irgendwo erreichbar sein für die Spermien. Und das findet eben einmal in der Mitte des Zyklus statt, dass so eine Eizelle aus dem Ovar entlassen wird und dann im Eileiter befruchtet werden kann.
Der Prozess der Befruchtung
Und wenn eine Befruchtung dann stattfindet, also wenn diese Spermien zum richtigen Zeitpunkt die Eizelle erreichen, dann kann sich die Eizelle anfangen zu teilen. Und während sie dann den Eierstock entlang wandert hin zur Gebärmutter wird daraus langsam so eine Struktur, die heißt die Blastozyste. Das ist so die erste Embryonalstruktur. Das ist eigentlich die Maschine, die den Embryo dann implantiert in die Gebärmutter. Und erst nach der Implantation bilden sich dann die verschiedenen Körperachsen im Embryo aus. Und dann entsteht der eigentliche Embryo.
Was Sie nun in Ihrem Labor nochmal ganz genau untersucht haben, ist der Moment, in dem eine Eizelle reift. Und für diese Reifung müssen die Chromosomen in der Eizelle quasi halbiert werden. Denn mit dem Spermium kommen ja die Chromosomen, ein Teil der Chromosomen des Vaters dazu. Wie kann man sich denn das vorstellen, diese Chromosomentrennung? Denn hier passieren die meisten Fehler, oder? Ganz genau. Das ist ein ganz entscheidender Moment für die Eizelle, weil ja alles, was der Embryo dann sozusagen an Information braucht, um sich zu entwickeln, das sitzt halt in den Chromosomen in der DNA.
Chromosomen und ihre Bedeutung
Die DNA kodiert für die Proteine und diese ganzen Proteine, die bilden dann die Gewebe des Embryos aus und sind natürlich ganz wichtig für die Entwicklung. Und da ist es wichtig, dass der Embryo ganz genau die richtige DNA-Menge erhält und auch alle Proteine dadurch in genau der richtigen Menge gemacht werden. Und wie Sie schon richtig gesagt haben, damit nicht bei jeder Generation immer immer mehr Chromosomen zusammenkommen, ist der erste Schritt dahin, dass die Eizelle erstmal die Hälfte der Chromosomen herauswirft.
Das passiert, während sich die Eizelle auf den Eisprung vorbereitet. Also wenn Hormone ausgeschüttet werden, die diesen Eisprung einleiten, dann führt das dazu, dass der Kern, in dem diese Chromosomen sitzen, zunächst einmal zusammenbricht. Und dann werden die Chromosomenpaare, also die liegen erstmal als Chromosomenpaare vor, sortiert. Und diese Sortierung, das macht eine Maschine, die heißt Spindel. Also die sieht aus wie so eine Spindel, deshalb heißt sie so. Die besteht aus Proteinfasern. Die greifen sich diese Chromosomenpaare und sortieren die.
Und diese Spindel ist dann auch ganz wichtig, damit diese Chromosomenpaare richtig angeordnet sind und dann auch ganz kontrolliert aufgeteilt werden können. Also diese Spindel zieht an den Chromosomen und so werden die Paare getrennt. Also man kann sich das vorstellen wie so zwei Schuhe, die zusammengehören. Und da muss der eine Schuh wirklich rausgeworfen werden aus der Eizelle und nur der andere Schuh muss drin bleiben. Und dann braucht man danach aber das gesamte Schuhset, weil sonst kann sich eben der Embryo nicht richtig entwickeln.
Polkörperchen und ihre Rolle
Und da werden diese Extrachromosomen ausgeschleust in ganz kleine Zellen, die heißen Polkörperchen. Und da macht also die Eizelle eine Teilung durch und schließt dann diese Chromosomen in dem ersten Polkörperchen aus. Und dann ist sie tatsächlich auch schon so weit, dass sie ovuliert werden kann. Also dann wird sie aus diesem Eierstock ausgeschlossen und dann, nach der Befruchtung, findet noch mal so eine Teilung statt. Da kommt das Spermium in die Eizelle hinein und dann trennen sich die Chromosomen noch einmal und ein zweiter Polkörper bildet sich.
Bei dieser Polkörperbildung ist es ganz wichtig, dass diese Chromosomen richtig auseinander sortiert werden, dass dort kein einziger Fehler passiert, weil jeder einzelne Fehler bei so einer Trennung führt dazu, dass danach im Embryo eine falsche Chromosomenzahl vorliegt. Und dann kann sich der Embryo nicht richtig entwickeln. Und warum kann bei diesem Reifungsschritt der Eizelle mit zunehmendem Alter einer Frau immer mehr schiefgehen? Jetzt ist es so, dass diese Eizellen dann ja mit dem Alter wirklich alt werden.
Alterung der Eizellen
Also da sind 40 Jahre alte Chromosomen in diesen Eizellen und was wir zeigen konnten in menschlichen Eizellen, ist, dass diese Chromosomen sich über die Zeit auflockern. Also die müssen eigentlich schön gepaart vorliegen, damit diese Trennung auch kontrolliert stattfinden kann. Und wenn man sich die Chromosomen aber unter dem Mikroskop anschaut, dann sieht man, entstehen langsam Lücken zwischen den Chromosomen und die Lücken werden immer größer und irgendwann fallen diese Chromosomen vollständig auseinander. Und das ist ein großes Problem, weil wenn die Schuhe nicht mehr als Paare vorliegen, könnte ja auch nicht richtig sortiert werden.
Und dann werden Chromosomen zufällig ausgeschlossen und dann bleiben falsche Zahlen in der Eizelle und dann im Embryo zurück. Und woran liegt jetzt dieses Auseinanderfallen der Chromosomen? Also da gibt es ein Kleber auf den Chromosomen, das wurde in der Maus untersucht, der hält die Chromosomen eng zusammen und über die Zeit fällt dieser Kleber ab. Der kann auch nicht gut erneuert werden. Und wenn dann zu wenig von dem Kleber vorhanden ist, dann sind die Chromosomen auseinandergefallen und dann kann diese Frau eben manchmal nicht mehr schwanger werden, weil einfach viel zu viele von den Eizellen betroffen sind und ganz viele dann eben keine richtigen Chromosomen mehr für den Embryo beitragen können.
Vergleich mit einem Reißverschluss
Kann man sich vielleicht so vorstellen: Chromosomen sind zwei Hälften eines Reißverschlusses. Dieser Reißverschluss wird gebaut vor der Geburt, aber erst viele Jahre später dann eben wieder geöffnet. Und je länger dieser Reißverschluss unbenutzt bleibt, desto eher kann eben beim Öffnen was schiefgehen oder einfach nicht so gut mehr funktionieren. Ganz genau. Also so ungefähr kann man sich das vorstellen. Und man kann sich vorstellen, dass dieser Reißverschluss mit der Zeit anfängt zu rosten und sich so langsam auflöst.
Und dann über 40 Jahre wird er immer brauner und irgendwann bröckelt er auseinander. Und dann hat sich der Reißverschluss aufgelöst und die Strukturen sind nicht mehr miteinander verbunden. Und dann können sie natürlich auch nicht richtig getrennt werden voneinander. Und das ist einfach ein Pokerspiel, welche Eizelle der Körper auserwählt für diesen Reifungsprozess. Weil wahrscheinlich sieht es in jeder Eizelle ein bisschen anders aus, oder? Das wäre natürlich toll, wenn der Körper sagen könnte: Okay, diese Eizelle hat jetzt noch einen richtig intakten Reißverschluss.
Die Chromosomen sehen super aus, die nehmen wir jetzt. Aber das kann er scheinbar nur sehr eingeschränkt machen. Also es gibt schon so Mechanismen, die detektieren, wenn jetzt wirklich ganz große DNA-Schäden vorliegen, dann wird die Eizelle auch mal absorbiert und der Follikel entwickelt sich nicht weiter. Aber dieses Auseinanderfallen der Chromosomen, das kann der Körper nicht gut detektieren. Und tatsächlich gibt es da keine Möglichkeit, auseinanderzuhalten. Für den Körper ist das jetzt eine Eizelle, die noch intakte Chromosomenpaare hat, oder sind die Chromosomen auch schon auseinandergefallen?
Forschung zur Eizellenreifung
Und deshalb gibt es eben auch so einen großen Anteil von Eizellen, die dann auch in die Befruchtung hineingehen mit einer falschen Chromosomenzahl, weil der Körper diese Selektion nicht machen kann. Sie waren ja tatsächlich die Erste, die es geschafft hat, die Reifung einer Eizelle zu filmen. Aber nicht mit einer menschlichen Eizelle, oder? Doch, tatsächlich haben wir das erste Mal die Reifung einer menschlichen Eizelle filmen können und genau eben beobachten können, wie läuft das überhaupt ab.
Wie bildet sich diese Spindel, diese Struktur, die die Chromosomen greift und sortiert? Wie verhalten sich die Chromosomen? Wie werden die sortiert? Also wie interagieren die mit der Spindel und wie findet dann diese Ausschleusung statt? Das haben wir tatsächlich das erste Mal beobachten können. Es wirkt schon mal sehr verrückt auf mich, dass man es irgendwie schafft, diese winzige Eizelle im menschlichen Körper so genau anzugucken.
Der Prozess des Filmens
Wie kann man sich dieses Prozedere vorstellen? Wie sind Sie da vorgegangen, um das filmen zu können? Also das war tatsächlich doch auch relativ kompliziert, das zum Laufen zu kriegen. Also ich hatte in meiner Doktorarbeit schon ganz viel an Mauseizellen gearbeitet. Auch da haben wir das erste Mal beobachten können, mit hoher Auflösung, wie funktioniert das eigentlich bei der Maus? Und dann habe ich aber auch gedacht, weil ich dann auch Ende 20 war, Anfang 30, auch selber über die Familie nachgedacht habe und dann auch Freunde im Bekanntenkreis hatte, wo es dann nicht geklappt hat und wo IVF schwierig war, habe ich gedacht, vielleicht können wir doch unsere Methoden auch anwenden, um wirklich mal bei Menschen zu schauen, wie funktioniert das bei einer menschlichen Eizelle und weshalb klappt das da so oft nicht.
Und damals war ich noch Gruppenleiterin in Cambridge am LMB und da gab es in der Nähe eine Kinderwunschklinik, eine ganz bekannte Kinderwunschklinik, die heißt Bornhold Clinic. Das ist die erste Kinderwunschklinik der Welt. Die wurde gegründet von Bob Edwards und Patrick Steptoe. Das sind die Pioniere der Kinderwunschbehandlung, der In-vitro-Fertilisation (IVF). Und deren Arbeit hat in den späten 70ern dazu geführt, dass Louise Brown geboren wurde. Das war ja damals ein riesiger Skandal, dass es ein Test-Tube-Baby gab.
Und in Wahrheit war das eben die erste Kinderwunschbehandlung, die erste IVF-Behandlung bei Menschen. Und diese Pioniere, die haben wirklich den Weg geebnet für Millionen von Babys, die inzwischen mit dieser Methode geboren sind. Und ja, da war es also ganz spannend, dass wir diese Klinik, diese besondere Klinik, die auch sehr interessiert ist an der Forschung, bei uns in der Nähe hatten. Und da habe ich dann also mal hingeschrieben, eine E-Mail hingeschrieben und gefragt: Wir wollen gerne menschliche Eizellen bei der Maiose untersuchen. Könnt ihr euch da nicht eine Zusammenarbeit vorstellen?
IVF-Prozess und Eizellen
Vielleicht können wir noch mal kurz erklären, wie der Prozess bei einer IVF oder IVF abläuft. Also wann liegen dort Eizellen quasi außerhalb des Körpers vor? Genau, also eine IVF macht man, wenn es mit dem Kinderwunsch nicht so gut klappt. Also öfters kann das sein, weil vielleicht der Mann keine ausreichende Spermienzahl hat oder die Spermienqualität nicht gut ist. Aber es kann eben auch Probleme auf der Seite der Frau geben.
Und was man dort macht, ist, dass man den Körper dazu anträgt, dass mehrere Eizellen gleichzeitig reifen, durch Hormone, die das Wachstum von diesen Eizellen stimulieren und beschleunigen. Und dann entnimmt man diese Eizellen und befruchtet sie dann außerhalb des Körpers in einer kleinen Petrischale. Und dort werden eben die Spermien und die Eizellen zusammengegeben. Und so kann man beispielsweise auch mit viel weniger Spermien arbeiten oder Spermien, die eine geringere Qualität haben, direkt in die Eizelle injizieren.
Und man kann so eine größere Zahl von Eizellen gleichzeitig befruchten und dann auch noch die ersten Schritte in der Entwicklung beobachten und dann selektiv die Embryonen in die Gebärmutter übertragen, die am besten aussehen. Und dadurch kann ein Kinderwunsch in vielen Fällen besser ermöglicht werden, als wenn man das auf natürlichem Weg einfach produziert, weil man eben mit weniger Spermien arbeiten kann und auch eine höhere Zahl von Embryonen gewinnen kann für die Schwangerschaft. Dann wird nur eine Eizelle wieder zurück.
Embryonenschutzgesetz in Deutschland
Ja, genau. Es wird tatsächlich in den meisten Fällen nur eine befruchtete Eizelle, ein Embryo, zurücktransferiert. Wobei das in Deutschland durch das Embryonenschutzgesetz und das, was damit verbunden ist, manchmal noch ein bisschen anders ist. Also in England wird ganz viel Wert darauf gelegt, nur ein Embryo, um einfach Schwangerschaftskomplikationen möglichst niedrig zu halten. In Deutschland ist es so, dass nach der Befruchtung der Eizelle alle Embryonen, die anfangen sich zu entwickeln, auch transferiert werden müssen.
Wenn man also nicht genügend Eizellen am Anfang schon direkt einführt in einem frühen Entwicklungsstadium, dann können das auch mehrere sein, sodass Deutschland immer noch eine der höchsten Mehrlingsschwangerschaften hat, weil dort eben häufiger auch mehrere Embryonen transferiert werden.
Der Weg zur Zusammenarbeit
Okay, also wir sind jetzt an dem Punkt: Sie haben diesen Kontakt aufgenommen zur Bornhold Klinik. Wie sind Sie dann weiter vorgegangen? Also was waren denn die Schwierigkeiten jetzt dabei, die Eizelle zu filmen? Wie kann ich mir das genau vorstellen? Also da muss man wirklich bei Null anfangen. Da mussten wir erst mal sagen, welche Eizellen können wir jetzt überhaupt haben. Weil natürlich der Großteil der Eizellen für die Kinderwunschbehandlung verwendet wird und wir wollen natürlich auch nicht die Chancen von den Paaren beeinflussen, auch ihren Kinderwunsch zu erfüllen.
Und was aber sehr gut war für uns, ist, dass es auch sogenannte unreife Eizellen gibt, also Eizellen, die diese Teilung noch nicht gemacht haben. Also für die richtige Befruchtung muss diese Chromosomentrennung abgeschlossen sein, sonst hat der Embryo einfach zu viele Chromosomen. Aber es gibt bei einer Kinderwunschbehandlung auch immer so ein paar Eizellen, die sich verzögert entwickeln. Und die werden normalerweise nicht verwendet für die Kinderwunschbehandlung.
Und das sind dann eben die, die verworfen werden würden und wo sich dann die Patientinnen überlegen können: Wollen wir die spenden für die Forschung, um Kinderwunschbehandlungen langfristig besser, einfacher zu machen? Und da haben wir gedacht, vielleicht können wir diese Eizellen verwenden, um diese ganzen Teilungsprozesse zu untersuchen. Und ja, da mussten wir erstmal gucken, klappt das überhaupt?
Transport der Eizellen
Also dann haben wir organisiert, wie wir diese Eizellen überhaupt aus der Klinik hinbringen könnten in unser Labor. Da musste also mein Postdoc Susanna Lupzowa das machen. Die ist da mit dem Auto immer hingefahren, mit einem kleinen Inkubator, um die Eizellen warm zu halten, hat sie zurückgebracht ins Labor. Und jede Eizelle wird oft behandelt wie ein kleiner Schatz. Und jede einzelne Eizelle ist sehr, sehr wertvoll.
Und dann muss man natürlich erstmal gucken, wie können wir die jetzt überhaupt injizieren? Wie können wir Strukturen markieren in der Eizelle, wie zum Beispiel die Spindel, die Chromosomen, überhaupt etwas beobachten zu können? Also Eizellen sehen ja sonst transparent aus. Da sieht man die Chromosomen nicht so ohne weiteres. Und das mussten wir also erstmal optimieren, wie man überhaupt diese Strukturen markieren kann.
Optimierung der Bedingungen
Und dann ist es so, dass die Eizellen sich natürlich normalerweise im Körper entwickeln. Also wir mussten dann auf dem Mikroskop erstmal nachempfinden, was für Medien braucht man da, um die Eizellen zu kultivieren? Welche Kulturbedingungen? Wie genau kann man die jetzt auch aufnehmen? Man möchte auch nicht, dass das Licht den Eizellen schadet, mit denen man die Eizellen beobachtet. Und da war also ganz viel Optimierung notwendig. Und da hat mein Postdoc auch wirklich ganz tolle Arbeit geleistet und immer wieder probiert und weiter optimiert und noch weiter optimiert.
. Und auch wenn vieles nicht geklappt hat, ist sie da dran geblieben und hat sogar auch von zu Hause aus die Eizellen auf dem Mikroskop beobachtet und nochmal nachjustiert und geguckt. Sind die immer noch im Fokus?
Das hat dann dazu geführt, dass wir doch mit ganz viel Optimierung dann auch Videos aufnehmen konnten von 100 Eizellen. Und was aber noch eine ganz spannende andere Herausforderung war, ist, dass diese Eizellen auch unglaublich langsam sind bei der Entwicklung.
Also normale Zellen im Körper, wenn die sich teilen, die brauchen so 30 Minuten. Bei der Maus war das schon langsamer. Da muss man schon so sieben bis acht Stunden zuschauen, um diese Teilung zu beobachten. Und bei Menschen waren wir wirklich überrascht. Da braucht man 24 Stunden, um diesen gesamten Teilungsprozess überhaupt beobachten zu können.
Also die sind unglaublich langsam bei der Teilung der Chromosomen, bei der Bildung dieser Spindelmaschine, die die Chromosomen trennt. Und das sind natürlich alles Herausforderungen, weil man muss dann ein Mikroskop da stehen haben, mit dem man 24 Stunden sowas beobachten kann. Man weiß gar nicht, wann man eine Eizelle kriegt.
Und all das macht diese Experimente sehr herausfordernd und schwierig, aber natürlich trotzdem total wichtig. Und deshalb haben wir das auch immer weiter probiert, bis das dann endlich geklappt hat.
Erster Erfolg
Erinnern Sie sich noch an den Moment, wo es das allererste Mal geklappt hat? Haben Sie da angestoßen? Absolut! Also das war ein wirklich toller Moment, das erste Mal zu sehen, wie sich diese Spindel bildet, wie die Chromosomen getrennt werden und dann auch wirklich zu sehen, da ist beim Menschen doch einiges anders als bei der Maus.
Auch. Also das war ein ganz faszinierender Moment und ja, also das ist mir noch gut in Erinnerung, diese erste Zeit, wo wir die ersten Videos gekriegt haben und die dann auch diskutiert haben. Das war schon ein Meilenstein.
Ich war tatsächlich etwas irritiert davon, dass also wir es hier mit dem wirklich dem Ursprung allen Lebens zu tun haben. Ich habe mich gewundert, warum Sie die Erste waren, die das geschafft hat. Warum wurde das nicht schon früher probiert?
Technische Herausforderungen
Also das ist wirklich schwierig, erstmal überhaupt die Eizellen zu erhalten, dann diese ganzen Methoden zu optimieren, also wie man Strukturen in Eizellen markiert, wie man die genau kultiviert. Das war technisch eine extreme Herausforderung und da war es ganz wichtig, dass ich vorher schon mit der Maus gearbeitet hatte, da schon viele Methoden etabliert hatte, die wir auch übertragen konnten.
Aber selbst die Mausarbeiten, selbst das war noch neu, dass man wirklich reinguckt im Detail in die Zelle, was da passiert und wie man das genau aufsetzt. Und diese technischen Herausforderungen und dann auch das begrenzte Material, was man hat, das macht diese Forschung einfach sehr, sehr schwierig.
Man muss da wirklich mit ganz kleinen Zellzahlen arbeiten und dann dauern Projekte natürlich auch entsprechend lange. Und das ist einer der Gründe, warum das wirklich auch vorher noch nicht möglich war, dass es einfach technisch und vom Material her extrem herausfordernd ist.
Takeaways für die Forschung
Dass Sie jetzt diesen Prozess einfangen konnten, was waren denn dann die Takeaways für Ihre Forschung? Also was wir zum Beispiel beobachten konnten, ist, dass diese Spindel, die die Chromosomen trennt, dass die erstaunlicherweise ganz häufig Fehler macht.
Also diese Spindel, würde man denken, die ist ja ganz wichtig, die muss die Chromosomen trennen und natürlich muss die gut funktionieren bei so einem wichtigen Schritt. Aber wir haben beobachtet, dass diese Spindelbildung bei Menschen unglaubliche 16 Stunden dauert.
Also das ist so, die Maschine, die wächst so ganz, ganz langsam, strukturiert sich dann noch ganz oft um und wird wirklich extrem zerbrechlich. Das führt dann leider auch zu Fehlern. Also gerade in den Eizellen, wo diese Spindel so zerbrechlich ist, entstehen öfters auch Fehler.
Also man kann diese Fehler auch unter dem Mikroskop sehen. Und das war ein neuer, ganz wichtiger Schritt zu beobachten. Die Spindel ist wirklich anders als bei der Maus. Mäuse machen weniger Fehler. Und wenn die Spindel anders ist, dann kommt es auch häufiger zu Fehlern.
Und das ist eben einer der Gründe, warum auch bei jungen Frauen diese Eizellen häufig falsche Chromosomenzahlen haben und auch bei jungen Frauen eben pro Zyklus die Wahrscheinlichkeit, schwanger zu werden, nicht so hoch ist.
Zukunft der Kinderwunschbehandlung
Lassen Sie uns doch dann mal ganz konkret werden. Wenn wir jetzt über eine Kinderwunschbehandlung der Zukunft nachdenken, wie könnte man denn in Zukunft eingreifen? Also könnte man zum Beispiel von außen oder durch Medikamente diese Spindel stabiler machen?
Ja, das ist eine super Frage und die hat uns auch beschäftigt, nachdem wir diese ersten Videos gemacht haben. Da wollten wir gerne verstehen, woran liegt das eigentlich, dass diese Spindel so instabil ist und können wir die irgendwie stabilisieren?
Und da haben wir tatsächlich eine große Studie durchgeführt, wo wir diese Spindel in menschlichen Eizellen verglichen haben mit denen in anderen Spezies, wo die Spindel viel stabiler ist. Und da konnten wir zeigen, dass bei menschlichen Eizellen ein Spindel-Stabilisierungsfaktor nur in ganz niedrigen Mengen vorhanden ist.
Das ist ein Protein, das kann diese Fasern in der Spindel verknüpfen und dadurch wie so eine Art Querverstrebung in der Spindel funktionieren und die Spindel dadurch stabiler machen. Und dieser Stabilisierungsfaktor, der ist nur in ganz geringen Mengen bei Menschen vorhanden und in viel höheren Mengen bei der Maus, in viel höheren Mengen bei Rinder und Schweine-Eizellen.
Und da sind die Spindel viel stabiler. Und was wir dann zeigen konnten, ist, wenn man jetzt diesen Stabilisierungsfaktor einbringt in die Eizellen, dann kann man dadurch die Spindel stabilisieren und die Chromosomenfehler reduzieren in den Eizellen.
Und da könnte man sich tatsächlich vorstellen, wir bringen das jetzt in die isolierten Eizellen im Rahmen der Kinderwunschbehandlung ein und können dadurch Fehler bei der Chromosomentrennung niedriger machen, als sie normalerweise sind.
Ovolabs und die Zukunft
Sie haben ja tatsächlich auch ein eigenes Startup gegründet, das heißt Ovolabs, und Sie versprechen, da IVF-Behandlungen in Zukunft erfolgreicher zu machen. Ich gehe mal davon aus, dass das, was Sie mir gerade beschrieben haben, dann wahrscheinlich eine Methode ist, die Sie bei Ovolabs verfolgen, oder?
Genau. Das ist einer der Ansätze, den wir tatsächlich verfolgen, dass wir diese Spindeln stabilisieren wollen mit dem Startup. Das ist einfach für mich ein großer Wunsch gewesen, dass unsere Forschung auch im besten Fall natürlich Patienten längerfristig helfen kann.
Und als wir so die ersten Studien rausgebracht haben zum menschlichen Eizellen, da ist das losgegangen, dass wir wirklich auf Patienten geschrieben haben, mich angerufen haben, gesagt haben, wir haben das jetzt so lange probiert, es klappt nicht, gibt es nicht irgendeine Studie, an der wir teilnehmen können? Gibt es nicht irgendwas, das wir noch machen können?
Und da habe ich einfach gesehen, die Grundlagenforschung, die wir bei mir im Labor machen, ist zwar ganz wichtig, aber dieser Schritt hin zur Anwendung, den müssen wir noch auf einem anderen Weg schaffen. Und das war dann die Motivation, eben das Startup zu gründen, um diesen Patienten hoffentlich auch langfristig helfen zu können.
Eizellenverjüngung
Könnte man diesen Prozess, den Sie eben beschrieben haben, den Sie dann bei Ovolabs machen möchten, als Eizellenverjüngung bezeichnen? Also dass man versucht, die Eizellen wieder in quasi den perfekten Urzustand zurückzubringen. Und was gibt es noch für Methoden?
Ja, also das ist auch eine ganz spannende Frage. Also wir haben natürlich auf der einen Seite die Spindel, die instabil ist. Das ist sowohl in jungen als auch in älteren Eizellen der Fall. Und da denken wir, könnten wir also mit dieser Methode schon mal dabei helfen, dass mehr Eizellen eine gesunde Chromosomenzahl haben, dann auch und mehr Eizellen dann eben für eine Kinderwunschbehandlung auch zur Verfügung stehen und zu einem gesunden Embryo führen können.
Aber ein Aspekt, der dann eben doch noch passiert, ist dieses Auseinanderfallen der Chromosomen, was mit dem Alter der Frau immer stärker wird. Und das hatten wir tatsächlich auch schon in Kollaboration mit der Bornholz Klinik beobachten können.
Da haben wir uns also diese jungen Eizellen und die älteren Eizellen von Frauen genommen und genau geschaut, wie sehen jetzt diese Chromosomen aus. Und da eben beobachten können, die fallen langsam auseinander. Dieses Auseinanderfallen, das führt dann zu Fehlern.
Und um jetzt auch diese Verjüngung durchführen zu können, also wenn man Eizellen verjüngen möchte, dann muss man an diesem Auseinanderfallen ansetzen, weil ganz klar ist, dass dieses Auseinanderfallen der Chromosomen der Hauptfaktor ist, der bei älteren Frauen den Erfolg der Kinderwunschbehandlung beeinträchtigt.
Und das wissen wir deshalb, weil wenn Frauen eine Eizellspende kriegen und diese Eizellen, die von jüngeren Frauen kommen, die haben dann eine richtige Chromosomenzahl, dann haben sie fast gleiche Chancen, wie eine junge Frau schwanger zu werden.
Also deshalb wissen wir ganz klar, die Eizelle ist der limitierende Faktor. Und es ist auch klar, dass wenn auch ältere Frauen dann Eizellen mit gesunden Chromosomenzahlen haben und dann auch Embryonen mit gesunden Chromosomenzahlen, dann haben auch diese Frauen sehr gute Chancen, schwanger zu werden und auch wieder fast gleiche Chancen wie eine jüngere Frau.
Und deshalb ist dieser Ansatz, auch die Chromosomenzahlen genauer zu machen in gealterten Eizellen, das ist ein ganz, ganz wichtiges Ziel von uns gewesen.
Kosten der Kinderwunschbehandlung
Ja, wer in Deutschland eine IVF möchte, der beziehungsweise die bekommt sie auch nur unter ganz bestimmten Voraussetzungen finanziert. Krankenkassen zahlen 50 Prozent und bis zu drei Versuche, wenn man ein verheiratetes Paar ist.
Unverheirateten Paaren oder alleinstehenden Personen wird es da oft ganz schön schwer gemacht. Und einzelne IVF-Versuche, die kosten ja wirklich um die 6.000 Euro. Also ganz schnell kommen da 10.000 bis 20.000 Euro zusammen für eine Kinderwunschbehandlung.
Also selbst wenn die Krankenkasse einen Teil übernimmt, ist das ja unglaublich teuer. Ich habe mich gefragt, wie zugänglich werden denn Ihre Methoden bei Ovolabs sein? Also wird sich das jeder leisten können, sowas zu machen?
Ja, das ist leider so, dass diese Kinderwunschbehandlung sehr aufwendig ist. Und Gott sei Dank gibt es in Deutschland zumindest eine teilweise Übernahme der Kosten durch die Krankenkassen, aber es ist immer noch sehr eingeschränkt.
Und natürlich wäre es schön, wenn das noch breiter geht. Also wir gehen davon aus, dass am Anfang Patientinnen das selber zahlen müssten, weil ganz viele von solchen Zusatzbehandlungen in der Kinderwunschbehandlung auch privat gezahlt werden müssen.
Aber wir konnten jetzt wirklich das habe ich noch nicht erklärt, aber kann ich vielleicht auch noch kurz erwähnen. Wir konnten dieses Auseinanderfallen der Chromosomen jetzt deutlich reduzieren.
Wir haben da zwei Ansätze entwickelt, um mehr Eizellen die richtige Chromosomenzahl zu geben. Und wir gehen davon aus, dass diese Behandlung, wenn man das wirklich schafft, dieses Auseinanderfallen zu verhindern, und das schaffen wir jetzt schon, zumindest in einem großen Teil der Eizellen mit einem Ansatz, den wir entwickeln, konnten, dann gehen wir davon aus, dass auch viel weniger Zyklen notwendig sind für diese Frauen, um schwanger zu werden.
Also aktuell ist ja die Wahrscheinlichkeit, dass man pro Zyklus, pro Versuch schwanger wird, ungefähr bei einem Drittel. Und wenn man jetzt aber viel mehr Eizellen hat, die gesund sind, dann könnte man den Anteil der Versuche deutlich runter reduzieren.
Und das ist dann vor allen Dingen aber auch bei älteren Frauen relevant, wo man wirklich viel mehr Versuche, viel mehr Anläufe braucht, um schwanger zu werden. Und wenn wir da einfach die Zyklenzahl reduzieren können, dann gehen damit auch die Kosten runter.
Und wir gehen also davon aus, dass das längerfristig natürlich auch für Krankenkassen eigentlich attraktiv ist, dass eben jeder Zyklus günstiger wird und mit weniger Versuchen Paare schwanger werden können und dass dadurch auch längerfristig dann eine Übernahme durch die Krankenkassen möglich sein könnte.
Ausblick
Wann wird denn das erste Ovolabs-Baby geboren werden? Wie weit sind Sie denn aktuell? Wir hoffen natürlich so schnell wie möglich. Und wir haben auch wirklich ganz viele Anfragen von Paaren, aber es ist im Moment leider noch nicht so.
Und natürlich ist es ganz wichtig, dass solche Methoden auch ganz sicher und zufällig und gut kontrolliert und dann erst angewendet werden, wenn all diese Sicherheitsschritte richtig durchgeführt wurden. Und das dauert einfach noch eine Weile.
Und da möchte ich mich nicht so weit aus dem Fenster lehnen und schon zu hohe Versprechungen vorzeitig machen. Aber wir arbeiten da natürlich mit Nachdruck dran. Aber es ist einfach ganz wichtig, auch bei so einem Thema, dass das alles auch gut vorbereitet und gut kontrolliert ist.
Forschung und Motivation
Ja, Sie haben tatsächlich auch schon wahnsinnig viele Preise für Ihre Forschung gewonnen. Sie haben die Fruchtbarkeitsforschung und die Frauengesundheit ein ganzes Stück schon vorangebracht und werden das sicher auch noch mehr tun.
Obendrauf auch noch eine Firma zu gründen, um Ihre Forschungsergebnisse also ganz praktisch umsetzen zu können. Was treibt Sie denn an bei all dem?
Ja, also ich glaube, eine wirklich intrinsische Neugierde, würde ich sagen, neue Dinge entdecken zu können. Das ist was, was, glaube ich, viele Forscher antreibt, dass es einfach wahnsinnig faszinierend ist, dass man in so einen wichtigen Prozess, der ganz schlecht verstanden ist, auf einmal mehr reinschauen kann.
Und das macht natürlich besonders viel Spaß, wenn man auch weiß, dass das eventuell auch mit sehr positiven Folgen für Patienten sein kann, dass wir Dinge untersuchen, die wichtig sind für die Fortpflanzung, für Fruchtbarkeit, die sich im besten Fall in Therapeutika weiterentwickeln lassen.
Und das ist eine ganz große Motivation für mich. Was ich habe ja schon kurz erwähnt, man hat natürlich gerade in Ihrem Alter und im Bekanntenkreis, da gibt es einfach Probleme. Und auch bei mir extern melden sich wirklich so viele Menschen.
Und wenn wir dort helfen könnten, das wäre ganz, ganz fantastisch. Und das ist ein großes Ziel, da zu versuchen hinzukommen.
Zehn Prozent aller Paare sind ungewollt kinderlos. In Zukunft könnte die Forschung von Melina Schuh aber dabei helfen, das zu ändern und die Erfolgschancen von Kinderwunschbehandlungen, wie der In-vitro-Fertilisation, zu verbessern.
Schuh ist Direktorin am Max-Planck-Institut für multidisziplinäre Naturwissenschaften in Göttingen. Ich verlinke euch mehr Infos zu ihrer Forschung in den Shownotes.
Diese Folge ist dann auch der Start in eine neue Staffel, Ach Mensch, in der sich dieses Mal alles um Körper und Psyche dreht. Auch in der nächsten Folge geht es um frühzeitiges Eingreifen, um Schäden für Körper und Seele zu verhindern.
Wir beschäftigen uns nämlich mit Stressresilienz und fragen uns, warum sind manche Menschen eigentlich stressanfälliger als andere? Wie sehr prägen Gene unsere Stressresilienz?
Dazu sprechen wir mit Matthias Schmidt vom Max-Planck-Institut für Psychiatrie in München. Er leitet dort die Forschungsgruppe Neurobiologie der Stressresilienz und will herausfinden, wie wir in Zukunft die individuelle Stressanfälligkeit beeinflussen können.
Ich freue mich, wenn ihr dann bei der Startseite seid. Vergesst also nicht, Ach Mensch, zu abonnieren. Dann landet die nächste Folge in zwei Wochen direkt in eurem Podcast-Feed.
Die Produktion heute hatte Paula Bültermann. Und ich bin Jessi Jus. Ciao, bis zum nächsten Mal. Ach Mensch, Schwerpunkt Körper und Psyche. Ein detektor.fm-Podcast in Kooperation mit der Max-Planck-Gesellschaft.
