Im Labor gezüchteter Menstruationszyklus zeigt, wie die Gebärmutter ohne Narbenbildung regeneriert

Das menschliche Endometrium ist eines der wenigen Gewebe im Körper, das zur zyklischen Abstoßung und vollständigen, narbenlosen Regeneration fähig ist – ein Vorgang, der sich im Laufe des reproduktiven Lebens einer Frau etwa 400 Mal wiederholt. Trotz seiner Bedeutung für die reproduktive Gesundheit sind die zellulären Mechanismen, die diese Regeneration antreiben, bislang nur unzureichend verstanden, was vor allem daran liegt, dass das kritische perimenstruelle Zeitfenster bei lebenden Patientinnen schwer zu untersuchen ist.

Forscher am Friedrich-Miescher-Institut für Biomedizinische Forschung in Basel entwickelten ein In-vitro-Menstruationszyklusprotokoll (IVMC) unter Verwendung menschlicher Endometrium-Organoide. Dabei handelt es sich um dreidimensionale Gewebemodelle, die aus menschlichen Endometriumzellen gezüchtet und hormonell zyklisiert werden, um die Phasen des Menstruationszyklus in einer Kulturschale nachzuahmen. Das Team validierte ihr Modell durch den Vergleich mit echten menschlichen Gewebeproben mittels Histologie, transkriptomischer Profilierung und Multiplex-Analysen sezernierter Proteine.

Eine wichtige Entdeckung war die Identifizierung von WNT7A als definierender molekularer Marker des luminalen Epithels während der Menstruation. WNT7A ist Teil des WNT-Signalwegs, der allgemein an der Gewebeentwicklung und der Aufrechterhaltung von Stammzellen beteiligt ist. Als WNT7A experimentell ausgeschaltet wurde, verloren die Organoide die Fähigkeit, langfristig zu überleben, was seine funktionelle Notwendigkeit bei der endometrialen Erneuerung bestätigt.

Die Studie zeigte außerdem, dass das mit der Regeneration assoziierte luminale Epithel als Signalzentrale fungiert und mit der Vaskulatur kommuniziert, um den Gewebewiederaufbau zu koordinieren. Dieser vaskuläre Crosstalk könnte für die schnelle, narbenfreie Reparatur wesentlich sein, die das Endometrium von den meisten anderen Geweben unterscheidet.

Diese Erkenntnisse eröffnen neue Forschungswege für Erkrankungen wie Endometriose, abnorme Uterusblutungen und Implantationsversagen – allesamt Zustände, bei denen eine gestörte endometriale Regeneration eine Rolle spielt. Die IVMC-Plattform bietet ein reproduzierbares und ethisch zugängliches Modell zur Untersuchung dieser Erkrankungen und zur Erprobung potenzieller Therapien. Einschränkungen bestehen darin, dass stromale, immunologische und vaskuläre Zelltypen im Organoid-System fehlen.