Beweger 
Schwangerschaft: Eizellen altern langsam
Von Ulrike Gebhardt
Wenn ein Mädchen zur Welt kommt, trägt es bereits sämtliche Eizellen für seine Fortpflanzungsphase in sich. Zum Zeitpunkt der ersten Regelblutung sind von den ehemals etwa zwei Millionen angelegten Eizellen noch rund 300.000 bis 400.000 übrig.
Ab der Pubertät reift pro Zyklus hormongesteuert je eine Eizelle – auch mehrere – im Eierstock heran. Bis zu den Wechseljahren geschieht das im Durchschnitt etwa alle 28 Tage, doch nicht ungewöhnlich sind 21 bis 35 Tage, insgesamt rund 400-mal. Die Menopause tritt ein, wenn die Zahl der Keimzellen im Eierstock unter 1000 rutscht. Der Eierstock verliert nach und nach die Fähigkeit, die Eizellen periodisch freizusetzen.
Die unreifen Eizellen im Eierstock, Fachleute nennen sie Oocyten, zählen zu den langlebigsten Zellen des menschlichen Körpers. Sie müssen teils mehrere Jahrzehnte bis zum Eisprung und einer möglichen Befruchtung ausharren. Vor allem müssen sie die Zeit nicht einfach nur irgendwie überstehen, sondern fit bleiben.
Die Wissenschaft versteht immer besser, wie sich Eizellen vor Alterungsprozessen schützen und dadurch auch, wo mögliche Ursachen für Fruchtbarkeitsprobleme liegen könnten. „Eizellen müssen während der gesamten Phase der Fruchtbarkeit einer Frau erhalten bleiben, damit sich daraus gesunde Embryonen entwickeln können“, erklärt Melina Schuh vom Max-Planck-Institut für Multidisziplinäre Naturwissenschaften in Göttingen. Die Biochemikerin ist für ihre bahnbrechenden Forschungen an Eizellen schon mehrfach ausgezeichnet worden.
Im Winterschlaf
Wird eine Frau schwanger, ist die befruchtete Eizelle ungefähr so alt wie sie selbst. Auch der Zellinhalt, den sie in das Projekt „Nachkommen“ einbringt, ist so alt, aber dennoch unversehrt und fähig, dem neuen Leben einen optimalen Start zu ermöglichen. Wie bekommen die Eizellen das über so viele Jahre hin?
Eizellen bleiben zum einen in einer Art „Winterschlaf“, einem ruhenden Zustand, in dem die internen Prozesse auf Sparflamme köcheln. Das verbraucht weniger Energie und schont die Ausstattung der Zellen, die Moleküle und Organellen.
Doch es gibt mindestens noch zwei weitere Tricks: Eizellen enthalten auffallend viele Eiweißbestandteile mit sehr langer Lebensdauer. Und eine Eizelle sammelt den anfallenden Zellmüll in speziellen Abfallbehältern, entsorgt ihn aber erst kurz vor dem Eisprung.
Vor zwei Jahren entdeckten Melina Schuh und ihr Team an Mäusen, dass Eizellen und auch das Gewebe in ihrer unmittelbaren Umgebung im Eierstock auffällig viele langlebige Eiweiße enthalten. Sie fanden die Proteine vor allem in den Kraftwerken der Zellen, den Mitochondrien, aber auch im Zellskelett und im Zellkern, also ganz nah an der Erbinformation.
„Viele der langlebigen Proteine haben schützende Funktionen, wie etwa DNA zu reparieren oder die Zellen vor Schäden zu bewahren“, erläutert der Biowissenschaftler Henning Urlaub, der mit Melina Schuh zusammenarbeitet.
Schutzproteine werden weniger
Allerdings werde die Menge der langlebigen Proteine in Eierstock und Eizellen mit dem Alter geringer. „Proteine hingegen, die mit akuten Entzündungen und einer Immunantwort zusammenhängen, nehmen im Alter zu“, sagt Schuh. Die Forscher hatten sich die Verteilung von fast 9000 verschiedenen Eiweißen im Eierstock der Maus angeschaut. Das allmähliche Verschwinden der langlebigen Proteine könnte erklären, warum die Fruchtbarkeit bei weiblichen Säugetieren ab einem bestimmten Alter abnehme, vermutet Schuh.
Die Göttinger Forscher hoffen, aus ihren Studienergebnisse hilfreiche Strategien für Paare mit Kinderwunsch zu entwickeln. Ein Team um Melina Schuh gründete im vergangenen Jahr das Biotech-Start-up Ovo Labs, das Methoden erprobt, um bei In-vitro-Fertilisationen – der künstlichen Befruchtung im Labor – die Qualität der Eizellen zu verbessern.
„Die Wirkstoffe ihrer Produkte EmbryoProtect 1,2 und 3 sollen Frauen dabei helfen, länger fruchtbar zu bleiben, und könnten damit die Chancen auf eine erfolgreiche Schwangerschaft durch künstliche Befruchtung erhöhen“, heißt es in einer Pressemitteilung der Max-Planck-Gesellschaft. Die Wirkstoffe sollen genetische Fehler in Eizellen – sogenannte Aneuploidien, also Abweichungen im Chromosomensatz – verringern.
Neben Melina Schuh zählt die Molekularbiologin Elvan Böke zu den führenden Wissenschaftlerinnen auf dem Gebiet der Eizell- und Fertilitätsforschung. Sie leitet das Labor für Eizellbiologie am Center for Genomic Regulation in Barcelona.
Zellulärer Entsorgungsbehälter
Vor zwei Jahren entdeckte Böke, worin sich Eizellen von anderen Körperzellen unterschieden: Sie lagern geschädigte, verklumpte Eiweiße, die sich im Lauf des Lebens ansammeln, in spezialisierte Zellbereiche aus, die sogenannten ELVAs. Die Abkürzung stammt von der englischen Fachbezeichnung „Endolysosomal Vesicular Assemblies“.
Normalerweise sammelt sich zunehmend Eiweißschrott im Inneren von Zellen an, weil gealterte Zellen ihn nicht mehr so gut recyceln und aus dem Weg räumen können.
Nicht so in der Eizelle. Sie lagert den Abfall zunächst in den ELVAs zwischen. Erst wenn die Eizelle unter dem Einfluss der Hormone heranreift, legen die für den Abbau zuständigen molekularen Werkzeuge so richtig los. Das beobachteten Elvan Böke und ihr Team bei Eizellen von Mäusen.
Die Abfallentsorgung auf einen so späten Zeitpunkt zu verschieben, macht Sinn. Denn um den Eiweißmüll abzubauen, benötigt die Zelle Energie. Durch den Verbrauch der Energie wiederum können reaktive Sauerstoffmoleküle entstehen, die womöglich eine Gefahr für die Erbinformation und die Zellmembran sind.
Frühjahrputz statt Müllabfuhr
Ganz so wie bei der Maus läuft es beim Menschen allerdings nicht ab. Wie Böke in ihrer aktuellen Untersuchung beschreibt, bauen menschliche Eizellen kurz vor dem Eisprung Zellabfall über einen zusätzlichen Mechanismus ab. Ihr Team nahm über 100 Eizellen von 21 jungen, gesunden Spenderinnen genau unter die Lupe und sah: Um den Proteinschrott loszuwerden, stießen die Eizellen die Behälter – sogenannte Vesikel – mit dem Abfall in den Stunden vor dem Eisprung vor allem über die Hülle – die Membran – aus der Zelle hinaus.
„Das ist eine Art Frühjahrsputz, von dem wir nicht wussten, dass menschliche Eizellen dazu in der Lage sind“, beschreibt es der Biotechnologe Gabriele Zaffagnini, der an der Studie beteiligt war. Die Untersuchung des spanischen Teams ist die bisher umfangreichste, die menschliche Eizellen genauer unter die Lupe nahm.
Möglicherweise lassen sich daraus neue Strategien für Frauen mit Fruchtbarkeitsproblemen ableiten. Ihnen werde bislang geraten, Nahrungsergänzungsmittel einzunehmen, um den Stoffwechsel der Eizelle zu verbessern, meint Molekularbiologin Elvan Böke. Doch das Ei ist nach den Erkenntnissen des Teams aus Barcelona, bis kurz vor dem Sprung im Ruhemodus.
Womöglich könne man die Qualität der Eizelle besser erhalten, wenn man diesen ruhigen, natürlichen Stoffwechsels aufrechtzuerhalten versucht, mutmaßt Böke. Wie das gehen soll, ist aber noch unklar.
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Dieser Artikel stammt aus der RHEINPFALZ am SONNTAG, der Wochenzeitung der RHEINPFALZ. Digital lesen Sie die vollständige Ausgabe bereits samstags im E-Paper in der RHEINPFALZ-App (Android, iOS). Sonntags ab 5 Uhr erhalten Sie dort eine aktualisierte Version mit den Nachrichten vom Samstag aus der Pfalz, Deutschland und der Welt sowie besonders ausführlich vom Sport.