Nainen on täyttänyt 43 vuotta ja yrittänyt jo pitkään tulla raskaaksi – ensin kumppaninsa kanssa ja sitten lapsettomuusklinikalla. Hänen munasarjansa eivät kuitenkaan tuota enää hedelmöitettäviä munasoluja. Nainen oli jo luopunut toivosta saada oma lapsi, mutta silloin markkinoille tuli uusi ravintolisä: veteen liuotettava jauhe.
Jokainen tilkka kelaa aikaa taaksepäin munasarjoissa, joten ne alkavat toimia samalla tavalla kuin nuoruudessa. Naisessa kypsyy suuria, terveitä munasoluja, jotka voidaan hedelmöittää keinotekoisesti. Ja yhdeksän kuukauden kuluttua hän pitää vauvaa sylissään.
Lapsettomuushoidoista voi ajan mittaan tulla helpompia ja tehokkaampia, koska australialaislaboratorio on löytänyt entsyymin, joka elvyttää vanhoja munasarjoja ja josta voidaan valmistaa jauhetta. Uudet menetelmät tulevat tarpeeseen. Lapsettomuus on yhä yleisempi ongelma, ja nykyiset hoidot ovat kalliita, hitaita ja hankalia.
Eri puolilla maailmaa on kuitenkin päästy pitkälle uudenlaisten, entistä helpompien ja tehokkaampien lapsettomuushoitojen kehitystyössä. Kehon kantasolut voivat nostaa estrogeenitasoa. 3D-tulostimella voidaan tulostaa uudet munasarjat. Ja osa asiantuntijoista pitää mahdollisena, että lapsettomuusongelmaa ei tulevaisuudessa enää ole.
🎬 Opi solunjakautuminen 50 sekunnissa:
Emosolu jakautuu ensin kahdeksi ja sitten neljäksi munasoluksi meioosiksi kutsutussa kypsymisjakautumisessa. Sen aikana alkuperäinen kromosomimäärä, 46, puolittuu, joten jokaiseen neljään soluun tulee 23 kromosomia.
Munasolut ovat yhtä vanhoja kuin nainen
Kehon kudokset voivat uusiutua kantasoluvaraston ansiosta. Se tuottaa uusia soluja elimistön eri tehtäviin. Keho hävittää kuluneet solunsa, ja tuoreet solut korvaavat ne. Näin ei kuitenkaan tapahdu munasolujen tapauksessa.
Naisen noin 400 000 munasolun esiasteet syntyvät jo sikiökaudella, ja munasolut lepäävät sen jälkeen munasarjoissa, kunnes niille tule käyttöä murrosiän ja kuukautisten alkamisen jälkeen. Siinä vaiheessa, kun munasoluja on jäljellä enää noin tuhat, nainen on vaihdevuosissa ja hänen hedelmällinen ikänsä on takana.
Monien naisten on vaikea tulla raskaaksi jo ennen vaihdevuosia, koska munasolut eivät enää jakaudu oikein, kromosomivirheitä alkaa syntyä tai munasolut kypsyvät epätäydellisesti. Nämä ongelmat koskettavat yhä useampia, ja syyskuussa 2020 Maailman terveysjärjestö WHO arvioi, että hedelmättömyydestä kärsiviä on kaikkiaan jopa 186 miljoonaa.
Jauhe tervehdyttää solunjakautumisen
Rihmat tarttuvat munasolussa kromosomeihin
Kaikissa kehon soluissa koentsyymi NAD+ (nikotiiniamidiadeniinidinukleotidi) muun muassa tukee dna:n fyysistä rakennetta. Lisäksi NAD+ pitää yllä niin sanottuja sukkularihmoja, jotka kiinnittyvät kromosomiparin puolikkaisiin solunjakautumisen – munasolujen tapauksessa meioosin – aikana.
Vanheneminen vahingoittaa rihmoja
Munasarjojen sukupuolisolut reagoivat siihen, että NAD+-taso laskee iän myötä. Sukkularihmat eivät saa enää kunnollista otetta kromosomeista, eikä parijonoista tulee enää niin suoria kuin normaalisti tapahtuvassa solunjakautumisessa.
Jauhe kunnostaa rihmat
Vanhoille hiirille, joiden hedelmällisyys on laskenut, juotetaan vettä, johon on lisätty nikotiiniamidimononukleotidia (NMN). Aine leviää mahalaukusta muualle elimistöön, ja solut muuttavat sitä NAD+:ksi. Hiirien lisääntymiskyky paranee, koska rihmat toimivat taas paremmin.
Nykyiset lapsettomuushoidot ovat yleensä kalliita, hankalia ja riskialttiita. Esimerkiksi munasolu otetaan kohdusta hedelmöitettäväksi laboratoriossa, ja toimenpide voi aiheuttaa verenvuodon ja tulehduksen. Hedelmällisyyslääke taas suurentaa vaarallisten kaksos- ja kolmosraskauksien riskiä. Kehitteillä on kuitenkin uusia, paljon kevyempiä hoitomenetelmiä, joilla elvytetään munasarjojen normaalia toimintaa. Etenkin kantasolut ovat huomion kohteena.
Kantasoluissa piilee nimittäin kyky kehittyä miksi tahansa kehon erikoistuneiksi soluiksi, ja niitä voidaan saada muun muassa rasvakudoksesta ja lapsivedestä. Vuonna 2018 tehdyssä tutkimuksessa espanjalaiset ja kanadalaiset tutkijat ottivat kantasoluja luuytimestä ja ruiskuttivat niitä hiiriin, joiden munasarjat olivat vahingoittuneet.
Luuytimen kantasolut pystyivät edistämään munarakkuloiden kasvua. Munasolut kypsyvät munarakkuloissa ennen irtoamistaan munasarjasta. Lisäksi kantasolut vilkastuttivat munasarjojen verenkiertoa laajentamalla verisuonistoa. Hoidon ansiosta elinkelpoisten sikiöiden ja terveenä syntyneiden hiirenpoikasten määrä kasvoi.
Ituradan solut ovat munasolujen esiasteita. Kahdessa solunjakautumisessa niistä syntyy neljä tytärsolua, jotka voidaan hedelmöittää.
Istukka elvyttää munasarjat
Kantasolut ovat luonnostaan erittäin joustavia, mutta niiden haittapuoliin kuuluu se, että ne täytyy yleensä kerätä elimistöstä. Korealaistutkijat ovat kuitenkin keksineet helpomman kantasolujen lähteen: istukan.
Kun nainen on synnyttänyt, kantasoluja voidaan ottaa talteen istukasta hedelmällisyyden ylläpitoa varten. Ennen kuin istukan kantasoluja voidaan käyttää tähän tarkoitukseen, niitä pitää ”hautoa” lämpökaapissa, jotta ne jakautuvat monta kertaa ja muodostavat suuremman soluviljelmän.
Kasvatusalusta on yleensä tasainen ja vaakasuorassa. Näin kantasolut saadaan leviämään ja kasvamaan vain kahteen suuntaan. Korealaislaboratoriossa viljelmälle annettiin kolmaskin ulottuvuus: istukan kantasoluja kasvatettiin eräänlaisissa 3D-kaivoissa. Niissä kantasoluista muodostui pieniä palloja, jotka osoittautuivat munasarjoissa paljon tehokkaammiksi kuin tavalliset 2D-viljelmät.
Kantasolupallot pystyivät kokeissa leviämään selvästi helpommin kuin kaksiulotteiset levyt, ja sen lisäksi ne olivat elinkelpoisempia. 3D-soluviljelmät saivat munasarjat tuottamaan enemmän ja suurempia munarakkuloita ja nostivat estrogeenitasoa merkittävästi. Menetelmä avaa uusia näköaloja huonosti toimivien munasarjojen hoitoon. Kyseessä on ongelma, johon ei ole ollut olemassa pätevää ratkaisua.
Istukan kantasolut vahvistavat munasarjoja
Kantasolut kerätään
Synnytyksen jälkeen kantasolut erotetaan istukasta. Noin miljoona solua "istutetaan" elatusliuokseen kasvatettavaksi lämpökaapissa. Siellä solut alkavat jakautua, ja soluviljelmä kasvaa.
Kantasolut kasvavat "kaivoissa"
Kantasolut kasvavat pienissä kuopissa. Aikaisemmin kantasoluja on viljelty tasaisella, vaakasuoralla kasvualustalla, joten viljelmä kasvaa leveyttä muttei korkeutta. Pallomainen muoto helpottaa solujen lukumäärän ja viljelmän rakenteen hallintaa.
Solupallot siirretään munasarjoihin
Kantasolut ovat valmiita ruiskutettavaksi munasarjoihin kolmen vuorokauden kasvatuksen jälkeen. Kantasolut aktivoivat niitä geenejä, jotka ohjaavat munarakkuloiden kehitystä. Munarakkuloiden määrän kasvaessa hedelmällisyys lisääntyy selvästi.
Siinä tapauksessa, että munasarjat eivät ole pelastettavissa kantasolujen avulla, voidaan turvautua toiseen kehitteillä olevaan ratkaisuun: uusiin keinotekoisiin munasarjoihin. Yhdysvaltalainen tutkimusryhmä suunnittelee ”varaosien” valmistamista 3D-tulostuksella.
Tutkimus tähtää toimiviin tekomunasarjoihin, jotka voidaan siirtää lapsettomuudesta kärsivälle naiselle. Kokeiden mukaan 3D-tulostuksella saadaan aikaan toimivat munasarjat, kun munarakkuloiden paikkoina toimivat pienet ontelot eli huokoset ovat sopivan kokoisia ja muotoisia.
Hiirille tulostettujen munasarjojen valmistusaineena testattiin hydrogeeliä, joka on eräänlaista hyytelöä. Munasarjoja tulostettiin ristikkorakenteisina vaihdellen hydrogeelin huokosten kokoa ja muotoa.
Ensimmäisessä koevaiheessa tulostettiin hydrogeeliä niin, että siihen syntyi kulmikkaita aukkoja. Ristikon ”kalterit” muodostivat 90 asteen kulmia. Kun munarakkulat siirrettiin nelikulmaisiin koloihin, kosketus johonkin ristikon tankoon riitti aiheuttamaan munarakkuloita kiinni pitävien ja kypsyttävien solujen karkaamisen. Siksi monet munasolut kuolivat.
Seuraavaksi kokeiltiin tulostaa hydrogeelirakenteita, joissa tankojen kulma oli joko 30 tai 60 astetta. Munarakkulat ja niiden tukisolut pysyivät paikallaan paremmin, ja munarakkulat alkoivat tuottaa enemmän hormoneja ja irtoavia kypsiä munasoluja.
Tutkimusryhmä testasi lupaavimpia koekappaleita yhdeksällä hiirellä. Nämä saivat elinkelpoisia jälkeläisiä. Tarkoituksena on kokeilla menetelmää suurilla eläimillä, ennen kuin ryhdytään valmistamaan tulostettuja munasarjoja naisille.
Yhdysvaltalaisessa Northwestern-yliopistossa on valmistettu 3D-tulostuksella keinotekoiset munasarjat niin sanotusta hydrogeelistä.
Ravintolisä voi parantaa hedelmällisyyttä
Vaikka munasarjat toimisivatkin, naisen voi olla vanhemmiten vaikea tulla raskaaksi. Tähän asti on ollut hämärän peitossa, miksi ja miten ikääntyminen tarkalleen vähentää hedelmällisyyttä, mutta vain vähän aikaa sitten australialainen tutkimusryhmä teki mullistavan havainnon: munarakkuloita aktivoivan nikotiiniamidiadeniinidinukleotidin (NAD+) määrä pienenee voimakkaasti iän karttuessa.
NAD+ on niin sanottu koentsyymi, joka muun muassa pitää yllä emosolujen kykyä jakautua ja kehittyä normaalisti hedelmöityviksi munasoluiksi. Kun NAD+-taso laskee, solunjakautuminen alkaa häiirintyä. Kromosomit eivät asetu oikein munasoluihin – eikä nainen pysty tulemaan raskaaksi.
Tutkimusryhmä järjesti toisenkin jymy-yllätyksen toteamalla, että ravintolisä voi nostaa NAD+-tasoa ja näin normalisoida solunjakautumista. Havainto perustui kokeisiin, joita tehtiin ikääntyneillä, matalasta munasarjojen NAD+-tasosta kärsivillä hiirillä. Kun hiirien juomaveteen lisättiin NAD+:n esiasteena toimivaa NMN:ää, niiden NAD+-taso nousi jo kuukaudessa niin korkeaksi, että hedelmällisyys parani.
Myönteisistä tuloksista huolimatta tutkimus jatkuu. Tutkijat huomasivat nimittäin lisäksi, että normaali NAD+-taso ehkäisee niitä synnyttäjän ikään liittyviä riskejä, jotka ilmenevät sikiönkehityksessä. Monet seikat viittaavat siis siihen, että nyt osataan sekä selittää munasolujen laadun huononeminen vuosien myötä että ratkaista ongelma helposti.
Sitä mukaa kuin tunnistetaan tarkemmin iän karttuessa muuttuvia, huononevia tai vaurioituvia mekanismeja, pystytään paremmin kehittämään uudenlaisia hoitoja. Lisääntymislääketieteeseen erikoistunut Marcelle Cedars Kalifornian yliopistosta uskoo, että tulevaisuudessa osa synnyttäjistä on nykyistä paljon vanhempia ja
ikään liittyvät riskit ovat pienempiä kuin nykyään.
”Jos onnistutaan määrittämään munasarjojen vanhenemiseen vaikuttavat mekanismit, voidaan ehkä kehittää hoitoja, jotka mahdollistavat munasolujen pitämisen kunnossa vielä viisi- tai jopa kuusikymppisillä”, toteaa Cedars.
Vielä tiedetään kuitenkin liian vähän ajan mittaan naisen hedelmällisyyden laskuun johtavista tekijöistä. Marcelle Cedarsin mukaan voidaan odottaa, että uusien tutkimustulosten myötä myös hoidot tehostuvat.
Kantasolut, tulostetut siirteet ja ravintolisät voidaan sopeuttaa kunkin naisen tarpeisiin silloin, kun tunnistetaan ongelman syy ja tiedetään, mitkä geenit pitää saada syttymään ja mitkä sammumaan. Tavoitteena on päästä paitsi käyttämään uusia hoitoja myös mahdollistamaan jokaiselle naisella raskaus hänen haluamanaan ajankohtana.