Forschung

Dr. rer. nat. Kathrein von Kopylow (Arbeitsgruppenleiterin)
Neels Lennart Aden (Doktorand)
Emilia-Lula Kruschel (Doktorandin)

Forschungsprojekte

Entwicklung von Zellkultur-Bedingungen zur Vermehrung testikulärer Stammzellen bzw. deren Differenzierung in reife Spermatiden (in vitro-Spermatogenese)

Spermatogonien sind die frühesten Vorläufer der Spermatiden im adulten männlichen Organismus. Sie bilden die Grundlage für eine lebenslange Spermatogenese und entwickeln sich durch mitotische Proliferation und anschließende Differenzierung ausgehend von den humanen spermatogonialen Stammzellen. In der Vergangenheit haben wir diesen Zelltyp auf den verschiedenen Ebenen der Genexpression sowie bzgl. des epigenetischen Profils, u.a. auf Einzelzellniveau, charakterisiert und in diesem Zusammenhang auch eine Methode zur Isolierung von FGFR3-positiven humanen spermatogonialen Stammzellen etabliert.

Humane spermatogoniale Stammzellen, im Rahmen einer Fertilitätsprotektion gewonnen und kryokonserviert, in Zellkultur vermehrt und in den Hoden zurücktransplantiert, könnten nach einer den testikulären Stammzell-Pool auslöschenden Behandlung, z.B. Chemotherapie oder Bestrahlung, die vollständige Spermatogenese männlicher präpubertärer Patienten neu initiieren. Dieses würde eine spätere natürliche Vaterschaft ohne zusätzliche assistierte Reproduktionstechnik (ART) ermöglichen. Während beim erwachsenen Mann vor einer gonadotoxischen Therapie Spermien entnommen, eingefroren und später zur künstlichen Befruchtung eingesetzt werden können, besteht diese Option für Jungen vor der Pubertät nicht, da sie noch keine Spermien besitzen. Spermienzellen könnten jedoch durch eine in vitro-Spermatogenese (Reifung der Spermatiden aus Patienten-eigenen spermatogonialen Stammzellen in der Zellkulturschale) generiert und später für eine künstliche Befruchtung eingesetzt werden. Letztere Behandlungsoption ist ebenfalls relevant für erwachsene infertile Männer mit Meiose-Arrest und Kinderwunsch.

Obwohl alle diese therapeutischen Ansätze weltweit verfolgt werden und in ständiger Entwicklung sind, befinden sie sich zurzeit immer noch auf einer experimentellen Ebene. Mit Hilfe verschiedener 3D-Zellkulturmodelle sowie Organ-Kultur- und Organoid-Kultur-Systeme wollen wir in Kooperation mit dem Karolinska-Institut in Stockholm, Department of Women's and Children's Health, AG PD Dr. rer. nat. Jan-Bernd Stukenborg die Forschung auf diesem Gebiet vorantreiben.