Eisprung in Echtzeit sichtbar gemacht

Schuh und ihr Team erforschen, wie sich befruchtungsfähige Eizellen entwickeln. Ein entscheidender Schritt dabei ist der Eisprung. Rund 400 Mal im Leben einer Frau wird eine reife Eizelle in den Eileiter entlassen – bereit, mit einer Spermienzelle zu verschmelzen. Der Follikel, eine kleine, mit Flüssigkeit gefüllte Ausstülpung im Eierstock, spielt dabei die Hauptrolle: Hier reift die Eizelle heran. „Wie der eigentliche Vorgang des Eisprungs abläuft, war bisher nur wenig erforscht“, erläutert Schuh.

Das Bild zeigt eine Eizelle kurz nach dem Eisprung neben dem Follikel. © Christopher Thomas, Tabea Lilian Marx et al. / Max-Planck-Institut für Multidisziplinäre Naturwissenschaften

Der Eierstock liegt tief im Körperinneren und ist experimentell schwer zugänglich. Zudem findet der Eisprung in einem sehr engen Zeitfenster statt, und es lässt sich nicht vorhersagen, welcher der beiden Eierstöcke den nächsten Follikel liefert.

Lebendzellmikroskopie macht den Unterschied

Am Göttinger MPI für Multidisziplinäre Naturwissenschaften ist es Schuh und ihrem Team kürzlich gelungen, den gesamten Eisprung in isolierten Eierstockfollikeln der Maus live zu filmen – mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung. Möglich machte dies ihre neu entwickelte Lebendzellmikroskopie-Methode. „Dank unserer neuen Methode wissen wir jetzt, dass der Eisprung in drei Phasen stattfindet“, berichtet die Zellbiologin.

„Es war immer mein Traum, den gesamten Ovulationsprozess sichtbar zu machen“, ergänzt sie.

Eisprung in drei Phasen

Die Untersuchung zeigte, dass der Eisprung in drei Phasen abläuft:

• Follikel-Ausdehnung: Durch das Freisetzen von Hyaluronsäure verändert sich die Größe und Form des Follikels, da Flüssigkeit einströmt.
• Follikel-Kontraktion: Glatte Muskelzellen in der äußeren Follikelschicht ziehen den Follikel zusammen.
• Follikelöffnung und Eizellfreisetzung: Die Oberfläche des Follikels wölbt sich vor und öffnet sich. Dabei werden die Follikelflüssigkeit, die schützenden Kumuluszellen und schließlich die Eizelle freigesetzt.

Nach dem Eisprung bildet der Follikel den Gelbkörper, der das Hormon Progesteron produziert. Dieses bereitet die Gebärmutter auf das Einnisten eines Embryos vor. Bleibt eine Befruchtung aus oder nistet sich die befruchtete Eizelle nicht ein, bildet sich der Gelbkörper nach 14 Tagen zurück, und ein neuer Menstruationszyklus beginnt.

Die Ergebnisse zeigen, dass der Eisprung ein bemerkenswert robuster Prozess ist. Obwohl ein äußerer Reiz nötig ist, um ihn auszulösen, laufen die nachfolgenden Schritte unabhängig vom Rest des Eierstocks ab, da alle Informationen im Follikel selbst enthalten sind. Mit der neuen Methode können Schuh und andere Forschende die Mechanismen nun noch genauer untersuchen – mit der Aussicht, neue Erkenntnisse für die Fruchtbarkeitsforschung beim Menschen zu gewinnen.

„Ich freue mich, dass wir diesen Traum gemeinsam verwirklichen konnten – dank Tabea Lilian Marx, Christopher Thomas und unserem gesamten Team“, betont Schuh.

Über Melina Schuh

Melina Schuh studierte Biochemie an der Universität Bayreuth, forschte am European Laboratory of Molecular Biology (EMBL) in Heidelberg und promovierte 2008 an der Universität Heidelberg. Von 2009 bis Ende 2015 leitete sie eine Gruppe am MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, UK. Seit Januar 2016 ist sie Direktorin am MPI für Multidisziplinäre Naturwissenschaften und leitet dort die Abteilung Meiose. 2023 wurde sie von der Universität Göttingen zur Honorarprofessorin ernannt.

Für ihre Arbeiten erhielt sie zahlreiche Auszeichnungen, darunter den Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis, die EMBO Gold Medal, die Colworth-Medaille, den Lister Research Prize, den Biochemical Society Early Career Award, den EMBO Young Investigator Award sowie die Mendel und Theodor Boveri Lecture Awards. Sie ist Mitglied der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina und der European Molecular Biology Organization (EMBO).

Über die Falling Walls Foundation

Die Falling Walls Foundation ist eine gemeinnützige Organisation mit Sitz in Berlin. Inspiriert vom Fall der Berliner Mauer am 9. November 1989 verfolgt sie das Ziel, Grenzen in Forschung und Gesellschaft zu überwinden und den Austausch über Disziplinen hinweg zu fördern.

Jedes Jahr veranstaltet die Organisation um den 9. November den Falling Walls Science Summit – ein internationales Forum, bei dem führende Forschende ihre aktuellsten Ergebnisse vorstellen und mit Kolleginnen aus unterschiedlichsten Disziplinen sowie der Öffentlichkeit diskutieren. Höhepunkt ist die Verleihung der Science Breakthroughs of the Year in mehreren Kategorien, verbunden mit einem Vortrag der Preisträger:innen.

Quelle: Max-Planck-Institut (MPI) für Multidisziplinäre Naturwissenschaften