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Kann Spermidin die weibliche Fruchtbarkeit retten? wie diese antioxidative Verbindung die Alterung reproduktiver Stammzellen mildert

Kann Spermidin die weibliche Fruchtbarkeit retten? wie diese antioxidative Verbindung die Alterung reproduktiver Stammzellen mildert

Die weibliche Fruchtbarkeit nimmt mit zunehmendem Alter irreversibel ab, da man davon ausgeht, dass die erfolgreichsten Fortpflanzungsjahre einer Frau in ihren mittleren bis späten Zwanzigern liegen. Dennoch warten viele Frauen immer länger auf eine Schwangerschaft, was Patienten und Ärzte gleichermaßen dazu veranlasst, nach Möglichkeiten zu suchen, diesen altersbedingten Rückgang der Fruchtbarkeit hinauszuzögern.

Forscher aus Shanghai, China, haben möglicherweise mit der antioxidativen Verbindung Spermidin einen solchen Weg gefunden, die weibliche Fruchtbarkeit zu erhalten. Veröffentlicht in der Juni-Ausgabe 2021 von Zell- und Biowissenschaften, Yuan und Kollegen untersuchen die Auswirkungen von Spermidin auf die Autophagie – das interne Recyclingprogramm unseres Körpers, das beschädigte oder dysfunktionale Zellen, Zellteile und Proteine ​​entfernt – in bestimmten Zellen des weiblichen Fortpflanzungssystems. 

Mit diesen Erkenntnissen könnte Spermidin bald ein Spitzenkandidat für den Schutz und die Verlängerung der Fruchtbarkeit mit zunehmendem Alter der Mutter sein. Diese Forschung gibt vielen Frauen Hoffnung, die Kinder in ihren 40ern, 50ern und darüber hinaus haben möchten – vielleicht sogar damit, mit der derzeit ältesten Mutter der Welt gleichzuziehen, die mit erstaunlichen 74 Jahren ihr Kind zur Welt brachte. 

Die weibliche Fruchtbarkeit nimmt mit zunehmendem Alter irreversibel ab

Droht mit zunehmendem Alter Unfruchtbarkeit?

Ab Mitte 30 nehmen bei einer Frau von Jahr zu Jahr auf natürliche Weise sowohl die Anzahl lebensfähiger Eizellen als auch die Chancen auf eine Schwangerschaft ab. Alternde Eizellen, also unreife Eizellen, bevor sie vollständig zu befruchtungsfähigen Eizellen heranreifen, haben eine deutlich beeinträchtigte Follikelentwicklung, Ovulationsraten und Reifung, was zu einer geringen Fruchtbarkeit führt. 

Früher ging man davon aus, dass Eizellen beim Menschen keine sich selbst erneuernden Zellen sind – was bedeutet, dass die Zahl der Eizellen bei der Geburt die höchste ist, die eine Frau jemals hat. Es wurde jedoch festgestellt, dass ein einzigartiger Zelltyp namens weibliche Keimbahnstammzellen (FGSCs), auch oogoniale Stammzellen oder Eivorläuferzellen genannt, die Fähigkeit besitzt, sich zu erneuern und zu verschiedenen Zelltypen, einschließlich Eizellen, zu reifen. 

Dies hat dazu geführt aktuelle Forschung – wenn auch umstritten – argumentiert sie, dass, weil Weibchen anderer Arten, von Fruchtfliegen über Nagetiere bis hin zu Primaten, ihren FGSC-Pool als Quelle für neue Eizellen nutzen können, dies möglicherweise auch für Menschen möglich sei. Wenn die Fähigkeit bestätigt wird, FGSCs beim Menschen zu isolieren und ihr Wachstum und ihre Entwicklung zu fördern, wird dies eine bahnbrechende Möglichkeit zur Behandlung weiblicher Unfruchtbarkeit bei Frauen im höheren Alter darstellen.

Allerdings sind sich die Forscher noch nicht ganz sicher, wie diese Zellen zur Erhaltung oder Wiederherstellung der weiblichen Fruchtbarkeit genutzt werden können. Darüber hinaus sind FGSCs anfällig für die typischen Beleidigungen und Verletzungen, die andere Zellen mit zunehmendem Alter erleiden, einschließlich Schäden durch oxidativen Stress – die Bildung entzündlicher Verbindungen, die als reaktive Sauerstoffspezies (ROS) bezeichnet werden. Eine Anreicherung von ROS in Kombination mit erhöhter Apoptose (programmierter Zelltod) kann die Anzahl funktionsfähiger FGSCs in den Eierstöcken verringern. 

Mit Spermidin die weibliche Fruchtbarkeit retten

Eine Möglichkeit, die FGSC-Alterung zu mildern, könnte die Verwendung von Spermidin sein, das in einer Vielzahl von Lebensmitteln vorkommt, darunter Weizenkeimen, gereiftem Käse, Pilzen und Reiskleie. Eine der bekanntesten Funktionen von Spermidin ist seine Fähigkeit, die Autophagie zu fördern. Mit zunehmendem Alter nehmen sowohl unser Spermidinspiegel als auch unsere autophagischen Fähigkeiten zunehmend ab. Dies führt zu einer Ansammlung dysfunktionaler oder toxischer Zellen und Proteine, was das Risiko chronischer Krankheiten und anderer altersbedingter körperlicher Veränderungen – einschließlich Unfruchtbarkeit – erhöht.

Da die Alterung der Eierstöcke durch oxidativen Stress beeinflusst wird, testeten Yuan und Kollegen, ob Spermidin vor dieser Zellschädigung schützen kann, um die weibliche Fruchtbarkeit zu erhalten. Das Forschungsteam isolierte FGSCs aus Mäusen und charakterisierte, wie die Zellen über 24 Stunden auf Spermidin reagierten. Im Vergleich zu unbehandelten Zellen zeigten die mit Spermidin behandelten FGSCs einen signifikanten Anstieg sowohl der Anzahl als auch der Lebensfähigkeit. Diese vorteilhaften Ergebnisse sind wahrscheinlich auf die autophagischen Fähigkeiten von Spermidin zurückzuführen, die als Schutzmechanismus für das Überleben der Zellen dienen. 

Die Forscher verifizierten die Wirkung von Spermidin auf die Autophagie, indem sie die Aktivität mehrerer Proteine ​​und Gene maßen, von denen bekannt ist, dass sie an diesen zellulären Recyclingprozessen beteiligt sind – die alle nach Zugabe von Spermidin zu den FGSC-Kulturen erhöht wurden. Darüber hinaus hatten die mit Spermidin behandelten Zellen die Aktivität von Genen im Zusammenhang mit der Entwicklung von Zell- und Eierstockfollikeln, der Regulierung des Zellwachstums und der Hemmung der Apoptose – einem Kamikaze-ähnlichen programmierten Zellabsturz – gesteigert, was mit dem vorherigen Experiment übereinstimmt, bei dem gezeigt wurde, dass Spermidin das Wachstum steigert und Lebensfähigkeit von FGSCs. 

Yuan und Kollegen reflektieren über die Bedeutung dieser Ergebnisse und stellen fest: „Die Lebensfähigkeit von FGSCs spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der normalen Oogenese [dem Prozess der Entwicklung reifer weiblicher Geschlechtszellen oder Eizellen aus Keimzellen], die für die Bestimmung wichtig ist.“ ein junger Zustand des Körpers. Daher kann die Aufrechterhaltung der Vitalität von Keimbahnstammzellen nicht nur die Fruchtbarkeit steigern, sondern auch eine wichtige Rolle bei der Verzögerung des Alterungsprozesses spielen.“ 

Abschließend untersuchte das Forschungsteam, wie FGSCs auf oxidativen Stress reagieren, der durch die Zugabe der Verbindung Wasserstoffperoxid zu den Zellkulturen induziert wurde – und wie Spermidin diesen Schaden abmildert. Spermidin wurde den FGSC-Kulturen entweder 24 Stunden vor der Zugabe von Wasserstoffperoxid oder unmittelbar nach Auslösung des oxidativen Stresses zugesetzt. Während beide Gruppen reduzierte Marker für zelluläre Seneszenz zeigten – den irreversiblen Wachstumsstopp von Zellen, der zum Altern beiträgt – zeigten die Zellen, die Spermidin erhielten, bevor der oxidative Schaden eintrat, die größte Fähigkeit, oxidativem Stress zu widerstehen und Seneszenz zu bekämpfen. 

Die umstrittene Zukunft weiblicher Keimbahnstammzellen

Die umstrittene Zukunft weiblicher Keimbahnstammzellen

Da Spermidin ein natürlicher Autophagie-Auslöser ohne bekannte Nebenwirkungen ist – und nachweislich auch die Kognition und die Herz-Kreislauf-Gesundheit verbessert und möglicherweise sogar die Lebensdauer verlängert – hoffen viele Forscher, dass dieser Wirkstoff auch eine therapeutische Option zur Erhaltung der weiblichen Fruchtbarkeit mit zunehmendem Alter sein wird.

Da diese Studie jedoch im Labor durchgeführt wurde und Mauszellen statt menschlicher Zellen verwendet wurden, können wir nicht sicher sagen, ob Spermidin die Fruchtbarkeit erwachsener Frauen fördert. Da die Debatte über die Existenz menschlicher Ovarial-FGSCs noch andauert, ist es wahrscheinlich noch ein langer Weg, bis diese Forschung sinnvoll auf die Behandlung menschlicher Unfruchtbarkeit angewendet werden kann. 

Die Forscher dieser Studie sind jedoch optimistisch und schlagen vor, dass die Fähigkeit von Spermidin, die Autophagie zu fördern und oxidativen Stress zu mildern, als Anti-Aging-Behandlung genutzt werden könnte, unabhängig von seiner Anwendung auf die Fruchtbarkeit. 

Yuan und Kollegen kommen zu dem Schluss: „Unsere Forschung zu [Spermidin], das die durch [Wasserstoffperoxid] verursachte Alterung von FGSCs verbessert, wird eine gute Richtung für die Suche nach klinischen therapeutischen Arzneimitteln zur Aufrechterhaltung der intrazellulären Homöostase in der Zukunft liefern.“ Aufgrund der einzigartigen Eigenschaften von [Spermidin] (von Natur aus ungiftig, Arzneimittelwirksamkeit mit Gewebespezifität und ein Nahrungsnährstoff) wird es wahrscheinlich in Zukunft als Anti-Aging-Medikament eingesetzt.“

Verweise:

Hanna CB, Hennebold JD. Eierstock-Keimbahn-Stammzellen: eine unbegrenzte Quelle für Eizellen? Steril befruchten. 2014;101(1):20-30. doi:10.1016/j.fertnstert.2013.11.009

Martin JJ, Woods DC, Tilly JL. Auswirkungen und aktuelle Einschränkungen der Oogenese aus weiblichen Keimbahn- oder Oogonialstammzellen in Eierstöcken erwachsener Säugetiere. Zellen. 2019;8(2):93. Veröffentlicht am 28. Januar 2019. doi:10.3390/Zellen8020093

Yuan X, Tian GG, Pei X, Hu Zellbiowissenschaften. 2021;11(1):107. Veröffentlicht am 7. Juni 2021. doi:10.1186/s13578-021-00614-4



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