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Bei der Geburt können die Eierstöcke von Mädchen etwa eine Million winzige Strukturen, sogenannte Urfollikel, enthalten, von denen jeder eine Eizelle enthält. Wenn Mädchen heranwachsen und erwachsen werden, sterben die meisten dieser Follikel ab, während nur ein Follikel jeden Monat überlebt und eine reife Eizelle ovuliert. Wenn der Verlust der Urfollikel fast vollständig ist und nur noch Hunderte übrig sind, erleben Frauen die Menopause, eine Zeit, in der der Menstruationszyklus 12 Monate lang ausbleibt.
Neue Forschungsergebnisse, die auf einem mathematischen Modell basieren, das von einem Mathematiker der University of Utah entwickelt wurde, deuten darauf hin, dass es möglich ist, den Beginn der Menopause möglicherweise auf unbestimmte Zeit hinauszuzögern, indem man zuvor entnommenes Eierstockgewebe einer Frau wieder in ihren Körper implantiert. Diese Technik wurde erfolgreich zur Wiederherstellung der Fruchtbarkeit bei Krebspatienten eingesetzt, so Sean Lawley, außerordentlicher Professor für Mathematik und Mitautor einer in der Fachzeitschrift veröffentlichten Studie American Journal of Obstetrics and Gynecology (AJOG).
Diese interdisziplinäre Arbeit ist eine Zusammenarbeit zwischen Lawley, Joshua Johnson, einem Eierstockbiologen an der University of Colorado School of Medicine; Jay Emerson, Professor für Statistik und Datenwissenschaft an der Yale University; und Kutluk Oktay, ein bekannter Arzt, Professor für Geburtshilfe, Gynäkologie und Reproduktionswissenschaften und Eierstockbiologe an der Yale School of Medicine.
In den späten 1990er Jahren entwickelte Oktay Methoden, um Eierstockgewebe von jungen Krebspatientinnen zu entnehmen, es einzufrieren („kryokonservieren“) und es dann zu transplantieren, nachdem sie sich einer Krebsbehandlung unterzogen hatte, die sie in die Wechseljahre gebracht und unfruchtbar gemacht hätte. Diese Technik wird als „Kryokonservierung und Transplantation von Eierstockgewebe“ bezeichnet.
Die Technik hat es Hunderten von Krebsüberlebenden ermöglicht, schwanger zu werden und Kinder zu bekommen. Es unterscheidet sich wesentlich vom üblichen Verfahren des Einfrierens von Eizellen, das älteren Frauen wirksam dabei hilft, schwanger zu werden in vitro Befruchtung, hat aber keinen Einfluss auf die Wechseljahre.
Wie mathematische Modelle ansonsten unbeantwortbare Fragen beantworten
„Ein großer Teil des Interesses an der Verzögerung der Menopause liegt in der Fruchtbarkeit, aber ein großer Teil davon beruht auch auf der Vorstellung, dass funktionierende Eierstöcke besser für die Gesundheit einer Frau sind“, sagte Lawley. „Die Wechseljahre sind mit vielen Gesundheitsproblemen im Zusammenhang mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Knochendichte, Fettleibigkeit usw. verbunden. Wenn die Funktion der Eierstöcke länger erhalten bleibt, kann dies das Auftreten dieser Gesundheitsprobleme verzögern oder sogar verhindern.“
Lawley fuhr fort: „Mathematik wird verwendet, um die Frage zu beantworten, wie lange man die Menopause hinauszögern kann und wie dies von verschiedenen Faktoren abhängt. Wir haben ein Modell dafür entwickelt, wie Eierstöcke altern. Die Daten stammen von mehreren Orten, hauptsächlich vom Urfollikel.“ zählt in den Eierstöcken.
Oktay, der weltweit führende Experte für Fruchtbarkeitserhaltung, fragte sich, ob das Verfahren zur Kryokonservierung und Transplantation von Eierstockgewebe bei gesunden Frauen angewendet werden könnte, um die Wechseljahre und ihre negativen Auswirkungen zu verhindern.
„In den letzten Jahren haben wir mathematische Modelle dafür entwickelt, wie die Eierstöcke altern und was die Wechseljahre auslöst“, sagte Lawley. „Es war äußerst aufregend, als er [Oktay] kontaktierte unsere Gruppe, um zu sehen, ob unser Modell verwendet werden könnte, um herauszufinden, ob dieses Verfahren zur Verzögerung der Wechseljahre eingesetzt werden könnte.“
Es stellte sich heraus, dass Lawleys Modell sehr hilfreich war. Die neue AJOG-Studie kam zu dem Schluss, dass die von Oktay entwickelten Verfahren für Krebspatienten unter bestimmten Bedingungen wahrscheinlich die Menopause bei gesunden Frauen verzögern würden.
„Wir standen vor einer Reihe wichtiger Fragen. Die erste lautet: Wird es funktionieren? Wird es die Wechseljahre verzögern und um wie viel?“ sagte Lawley. „Wie optimieren Sie als Nächstes den Eingriff? Gibt es Altersgruppen, in denen Gewebe entfernt werden sollte? Wie beeinflusst die Anzahl der Follikel im Eierstockgewebe einer Frau, wie lange das Gewebe funktioniert?“
Rechner zeigt, wie lange sich die Wechseljahre verzögern können
Das Team entwickelte im Rahmen der AJOG-Studie Möglichkeiten, diese Fragen mithilfe mathematischer Modelle zu beantworten. Dazu gehörte die Entwicklung eines Online-Rechners, der angibt, um wie viele Jahre sich die Menopause einer Frau durch den Eingriff verzögern würde, basierend auf Änderungen an vier wichtigen Datenpunkten: dem Alter der Frau zum Zeitpunkt der Gewebekonservierung; der Anteil des Ovarialkortexgewebes, der entfernt und konserviert wird; der Prozentsatz der überlebenden Urfollikel; und die Anzahl der Ersatzeingriffe im späteren Leben.
Die Daten in der Arbeit und die Verwendung des Online-Rechners zeigen, dass unter ansonsten gleichen Bedingungen die Menopause umso länger verzögert würde, je jünger die Frau ist, wenn das Gewebe erhalten bleibt, von durchschnittlich 19,4 Jahren bei einer 21-jährigen Frau 3,4 Jahre für einen 40-Jährigen. Dabei wird von einem einzigen Ersatz ausgegangen, bei dem 25 % der Kortikalis entfernt werden und 80 % der Follikel überleben.
Die Wechseljahre würden sich noch weiter verzögern, wenn das gesamte Gewebe nicht in einer einzigen Operation zurückgegeben würde, sondern der Patientin stattdessen in Bruchteilen mit mehreren Gewebeersatzvorgängen zurückgegeben würde, die jeweils kurz vor Erreichen der Wechseljahre der Frau erfolgten.
„Wenn Eierstockgewebe bei unter 30-Jährigen eingefroren werden kann, kann die Menopause theoretisch in manchen Fällen sogar beseitigt werden“, heißt es in der Studie. „Die Machbarkeit und Sicherheit einer Verzögerung der Menopause über das 60. Lebensjahr hinaus muss jedoch klinisch geprüft werden.“
Die Mathematik der Eierstockalterung
Die mathematischen Berechnungen, die im AJOG-Artikel verwendet werden, sind das Ergebnis einer laufenden Zusammenarbeit zwischen Lawley und Johnson, die darauf abzielt, mathematische, biologische und klinische Fragen rund um die Alterung der Eierstöcke zu beantworten. Lawley und Johnson veröffentlichten kürzlich zusammen mit ihren Kollegen Nanette Santoro und Mary Sammel von der University of Colorado eine separate Studie in Wissenschaftliche Fortschritte Dies zeigte, dass der Zeitpunkt der Menopause bei einzelnen Frauen mit zufälligen Lücken in der Versorgung mit wachsenden Eierstockfollikeln im Laufe der Zeit zusammenhängt.
„Diese Studie konzentrierte sich auf Ereignisse innerhalb des Eierstocks und darauf, wie die Reserve an Urfollikeln bei verschiedenen Frauen abnimmt. Muster des Verlusts von Urfollikeln bei verschiedenen Frauen erklären den ‚unvorhersehbaren Zeitpunkt‘ der Menopause und des früheren Übergangs in die Wechseljahre“, sagte Johnson. „Unser Ansatz erklärt auch, warum wachsende Follikel und sogar der Eisprung nach Jahren des Lebens in den Wechseljahren festgestellt wurden.“
Johnson argumentiert, dass das Verständnis der Ursachen dieser Ereignisse dazu beitragen kann, Strategien zur Reduzierung der Symptome des reproduktiven Alterns zu entwickeln und die Weiterentwicklung von Interventionen wie Dr. Oktays zu unterstützen, damit die Symptome und Folgen der Menopause verzögert werden oder gar nicht auftreten.
Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass die Mathematik eine entscheidende Rolle beim Verständnis der Alterung der Eierstöcke im Allgemeinen und im speziellen Fall der Erforschung des Potenzials des Einfrierens von Eierstockgewebe zur Verzögerung der Menopause gespielt hat. Oktays Verfahren an gesunden jungen Frauen zu testen und zu validieren und dann ihre Eierstockfunktion über Jahrzehnte zu verfolgen, wäre nicht machbar.
Mathematische Modellierung ermöglicht Vorhersagen darüber, wie sich die Eierstöcke bei verschiedenen Frauen unter verschiedenen Umständen verhalten werden, und ermöglicht die Vorhersage von „Best-“ und „Worst-Case“-Ergebnissen.
„Das sind wichtige Fragen und wir möchten helfen, sie zu beantworten“, sagte Lawley. „Und es besteht ein enormes Interesse und eine große Nachfrage an der Entwicklung solcher klinischer Verfahren, die eine Verbesserung der Gesundheit von Frauen versprechen. Mathematik ist vielleicht die einzige Möglichkeit, einige dieser Fragen kurzfristig wirklich zu beantworten und die ersten Schritte in diese Richtung zu leiten.“ klinische Interventionen.“
Mehr Informationen:
Joshua Johnson et al., Modellierung der Altersverzögerung in der natürlichen Menopause mit geplanter Gewebekryokonservierung und autologer Transplantation, American Journal of Obstetrics and Gynecology (2024). DOI: 10.1016/j.ajog.2023.12.037
Zur Verfügung gestellt von der University of Utah
Zitat: Wie lange kann die Menopause hinausgezögert werden? Von einem Mathematiker entwickeltes Modell weist auf Antworten hin (2024, 23. Januar), abgerufen am 23. Januar 2024 von https://medicalxpress.com/news/2024-01-menopause-delayed-mathematician.html
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