Η Melina Schuh μέσα στην αίθουσα Curie, στον 1ο όροφο του κτιρίου όπου λαμβάνει χώρα το ετήσιο εμβληματικό φόρουμ Falling Walls Summit 2025, στην οδό Karl-Marx Alle 34, στο Βερολίνο, μας πηγαίνει πίσω στο καλοκαίρι του 2008 όταν υπερασπιζόταν τη διδακτορική της διατριβή.
Όπως αφηγείται, όταν ολοκλήρωσε την υπεράσπιση, ένας από τους εξεταστές την πλησίασε και της έδειξε μια έκδοση που περιείχε την πρώτη φωτογραφία της ανθρώπινης ωορρηξίας. Επρόκειτο για την εργασία των Lousse & Donnez 2008 στο περιοδικό Fertility and Sterility, με τίτλο “Laparoscopic observation of senthrobat human ovulation” (λαπαροσκοπική παρατήρηση αυθόρμητης ανθρώπινης ωορρηξίας).
«Ήταν ένα τυχαίο στιγμιότυπο κατά τη διάρκεια μιας χειρουργικής επέμβασης στην ωοθήκη μιας γυναίκας. Ο χειρουργός κοίταξε την κατάλληλη στιγμή και ένας βοηθός απαθανάτισε την ωορρηξία με μια κάμερα. Το ώριμο ωοθυλάκιο φαινόταν σαν ένα μπαλόνι γεμάτο υγρό από όπου βγαίνει το ωάριο. Μια από τις πιο προσωπικές στιγμές μιας γυναίκας είχε εκτεθεί στο φως. Ήταν σαν να με καλούσε να κοιτάξω λίγο πιο κοντά!», περιγράφει η ίδια.
Η διευθύντρια του Max Planck Institute for Multidisciplinary Sciences στο Γκέτινγκεν της Γερμανίας επιλέχτηκε ανάμεσα από 240 υποψηφίους/ες ως η νικήτρια του βραβείου «Breakthrough of the Year 2025» (Βραβείο Επιστημονικής Ανακάλυψης) του Ιδρύματος Falling Walls στην κατηγορία «Bioscience»(Βιοεπιστήμες).
Κάθε χρόνο το Falling Walls αναγνωρίζει τις προόδους που «σπάνε τείχη» στην επιστήμη και την κοινωνία. Η έρευνα της Melina Schuh «σπάει τα τείχη» της Αόρατης Ωορρηξίας, φέροντας «επανάσταση» στην κατανόηση της γυναικείας υπογονιμότητας και υγείας.
«Η ωορρηξία είναι ένα από τα πιο θεμελιώδη βιολογικά συμβάντα γιατί σηματοδοτεί την πιθανότητα έναρξης μια νέας ζωής. Η ωοθήκη βρίσκεται βαθιά μέσα στο σώμα και είναι δύσκολο να προσπελαστεί πειραματικά. Η ωορρηξία συμβαίνει επίσης σε μικρή κλίμακα και μέσα σε ένα πολύ στενό χρονικό παράθυρο για συμβατική απεικόνιση και κυρίως, είναι αδύνατο να προβλεφθεί ποια από τις δύο ωοθήκες θα παραγάγει το επόμενο ωοθυλάκιο, για αυτό αντιμετωπίζεται διαχρονικά ως ένα βιολογικό ‘μαύρο κουτί’. Γνωρίζουμε για το πριν και το μετά αλλά όχι για τη μετάβαση που είναι βαθιά κρυμμένη. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο δεν υπάρχουν σχεδόν καθόλου μελέτες για τα ανθρώπινα ωάρια και για αυτό οι θεραπείες γονιμότητας και οι στρατηγικές αντισύλληψης προχωρούν αργά και με σημαντικά κενά στη γνώση», λέει η ίδια.
Περίπου 400 φορές στη ζωή μιας γυναίκας, ένα ώριμο ωάριο απελευθερώνεται στη σάλπιγγα, έτοιμο να σμίξει με ένα σπερματοζωάριο. Βασικό ρόλο σε αυτό παίζει μια μικρή, γεμάτη με υγρό προεξοχή στην ωοθήκη, το ωοθυλάκιο όπου μέσα του ωριμάζει το ωάριο.
Η Schuh μαζί με την ομάδα της κατάφεραν πρόσφατα να κάνουν το αδύνατο, δυνατό, το αόρατο, ορατό, αποκαλύπτοντας την κρυφή «χορογραφία» των ωοθηκών και ανοίγοντας δρόμο για μελέτες πάνω στη γυναικεία υπογονιμότητα και υγεία. Συγκεκριμένα κατάφεραν να οπτικοποιήσουν ολόκληρη τη διαδικασία της ωορρηξίας σε απομονωμένα ζωντανά ωοθυλάκια ποντικών με υψηλή χωρική και χρονική ανάλυση, σε πραγματικό χρόνο. Αυτό κατέστη δυνατό χάρη σε μια νέα μέθοδο μικροσκοπίας ζωντανών κυττάρων που ανέπτυξαν.
«Χάρη στη νέα μας μέθοδο, γνωρίζουμε πλέον ότι η ωορρηξία λαμβάνει χώρα σε τρεις φάσεις», αναφέρει η κυτταρική βιολόγος και συνεχίζει:
«Ήταν πάντα το όνειρό μου να οπτικοποιήσω ολόκληρη τη διαδικασία ωορρηξίας. Η ιδέα μου φαινόταν ακατόρθωτη, αλλά καμιά φορά οι ιδέες παραμένουν σιωπηλές για χρόνια, μέχρι να έρθει η κατάλληλη στιγμή».
{https://www.youtube.com/watch?v=rhZ9dGk9y-M}
«Χορός» σε λίγα βήματα
Για δεκαετίες η μελέτη της κομβικής διαδικασίας της γονιμότητας βασιζόταν σε στατικά στιγμιότυπα και σε έμμεσες συμπερασματικές αναλύσεις, οι οποίες απέκρυπταν την αλληλουχία, τη δυναμική και την κυτταρική ‘ενορχήστρωση’ της απελευθέρωσης ωαρίων. Το πρωτοποριακό έργο της Schuh καταρρίπτει αυτά τα εμπόδια.
«Χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό προηγμένης ex vivo (έξω από το σώμα) απεικόνισης και αλληλούχησης RNA σε μεμονωμένο κύτταρο, αποκαλύψαμε πώς τα ίδια τα ωοθυλάκια -και όχι ολόκληρη η ωοθήκη- ‘ενορχηστρώνουν’ αυτόνομα την απελευθέρωση ωαρίων. Το καινοτόμο μας σύστημα χαρτογραφεί για πρώτη φορά τις τρεις συγχρονισμένες φάσεις που οδηγούν στη ρήξη του ωοθυλακίου».
Όπως περιγράφει, δεν ήταν κάτι εύκολο γιατί στα ποντίκια τα ωοθυλάκια είναι πολύ μικρά, σχεδόν μισό χιλιοστό και πολύ εύθραυστα. Αν τα αγγίξεις με λάθος τρόπο μπορεί να σπάσουν. Τελικά η ομάδα βρήκε έναν τρόπο να τα απομονώσει.
«Ήταν σαν να κάναμε μικροχειρουργική σε σαπουνόφουσκες», λέει χαρακτηριστικά.
Η επιστήμονας μας δείχνει σε βίντεο (βλ.παρακάτω) τη μυστική ‘χορογραφία’ του ωοθυλακίου, όπου διακρίνεται η πρώτη φάση, η διαστολή του ωοθυλακίου, η οποία καθοδηγείται από την απελευθέρωση υαλουρονικού οξέος.
Κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης το μέγεθος και το σχήμα του ωοθυλακίου αλλάζουν λόγω της εισροής υγρού. Κατά τη διάρκεια της δεύτερης φάσης, της συστολής του ωοθυλακίου, τα λεία μυϊκά κύτταρα στο εξωτερικό στρώμα του προκαλούν τη σύσπασή του. Στην τρίτη φάση, η επιφάνεια του ωοθυλακίου διογκώνεται και τελικά σκάει, απελευθερώνοντας το ωοθυλακικό υγρό και τα προστατευτικά συνοδευτικά κύτταρα, που ονομάζονται cumulus και τέλος το ωάριο.
Μετά την ωορρηξία, το ωοθυλάκιο κλείνει ξανά και σχηματίζει το ωχρό σωμάτιο, το οποίο παράγει την ορμόνη προγεστερόνη που προετοιμάζει τη μήτρα για την εμφύτευση ενός εμβρύου. Εάν το ωάριο δεν γονιμοποιηθεί ή εάν το γονιμοποιημένο ωάριο δεν εμφυτευτεί, το ωχρό σωμάτιο υποχωρεί μετά από 14 ημέρες και ξεκινά ένας νέος εμμηνορροϊκός κύκλος.
«Μερικές φορές μας φάνηκε ότι τα βάζαμε με την ίδια τη βιολογία, αλλά τελικά καταφέραμε να δημιουργήσουμε ένα σύστημα που μας δίνει πρόσβαση σε έναν κρυφό κόσμο, πράγμα που δεν είναι μόνο ωραίο, αλλά εξαιρετικά σημαντικό. Η ωορρηξία είναι επιρρεπής στην αποτυχία. Τώρα βλέπουμε με λεπτομέρεια όχι μόνο το ωοθυλάκιο αλλά και όλα τα κύτταρα μέσα σε αυτόν, παρακολουθούμε τη διαδικασία της ωορρηξίας και κατανοούμε γιατί αποτυγχάνει. Το σημαντικότερο όλων είναι ότι μπορούμε πλέον με τον ίδιο τρόπο να παρακολουθήσουμε και ολόκληρα όργανα όπως π.χ. μια ωοθήκη», προσθέτει η καθηγήτρια.
Η δυνατότητα παρακολούθησης όλων των σταδίων της ωορρηξίας σε πραγματικό χρόνο επιτρέπει πλέον στους επιστήμονες να αναλύσουν τις μοριακές και μηχανικές οδούς που διέπουν τη φυσική απελευθέρωση ωαρίων, να προσδιορίσουν νέους, μη ορμονικούς στόχους για τη ρύθμιση της γονιμότητας και την ανάπτυξη αντισυλληπτικών, να μοντελοποιήσουν και να διερευνήσουν αναπαραγωγικές διαταραχές με βιοηθικά προοδευτικό τρόπο, μειώνοντας τη χρήση ζώων, να επιταχύνουν την ανακάλυψη φαρμάκων και θεραπειών παρέχοντας ένα κλιμακωτό, άμεσο περιβάλλον δοκιμών και να εκδημοκρατίσουν την έρευνα μέσω της ανοιχτής ανταλλαγής δεδομένων, πρωτοκόλλων και αναλυτικών εργαλείων, ενδυναμώνοντας τα εργαστήρια παγκοσμίως ώστε να αντιμετωπίζουν τοπικά και παγκόσμια ζητήματα που αφορούν την υγεία των γυναικών.
Ρίχνοντας ματιά και στη διαίρεση χρωμοσωμάτων
Πριν από τη γονιμοποίηση ένα ωάριο υφίσταται μια εξειδικευμένη κυτταρική διαίρεση που ονομάζεται μείωση, η οποία μειώνει τον αριθμό των χρωμοσωμάτων στο ήμισυ. Η επιστήμονας με την ομάδα της κατάφερε να απεικονίσει αυτήν τη διαίρεση (να δει μηχανισμούς της ατράκτου) για πρώτη φορά σε ζωντανά ανθρώπινα ωάρια χρησιμοποιώντας μικροσκόπια υψηλής απόδοσης.
Η μειωτική διαίρεση του ανθρώπινου ωαρίου είναι μια πολύ αργή διαδικασία που διαρκεί περισσότερο από μία ημέρα και λαμβάνει χώρα μέσα στο σώμα. Επομένως, κάτω από το μικροσκόπιο, είναι απαραίτητο να αναπαραχθεί το περιβάλλον του σώματος όσο το δυνατόν ακριβέστερα και να γίνει προσεκτική διαχείριση του ωαρίου, ώστε να μην διαταραχθεί η αναπτυξιακή διαδικασία. Το καταφέραμε και αυτό για πρώτη φορά», λέει.
Η ίδια διευκρινίζει πως με την ομάδα της εργάζονται αποκλειστικά με μη γονιμοποιημένα ωάρια που δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε θεραπεία γονιμότητας. Τα ωάρια που χρησιμοποιούνται για θεραπεία γονιμότητας πρέπει να έχουν φτάσει σε ένα ορισμένο στάδιο ωρίμανσης. Η επιστήμονας λαμβάνει ωάρια που δεν έχουν φτάσει σε αυτό το στάδιο και επομένως είναι ακατάλληλα για θεραπεία γονιμότητας, αλλά κατάλληλα για έρευνα.
Από τα παραπάνω γίνεται αντιληπτό ότι ο κύριος ερευνητικός στόχος της Γερμανίδας καθηγήτριας να καταστήσει την ωορρηξία ορατή, διαχειρίσιμη και μηχανιστικά κατανοητή με μια λύση που προηγουμένως ήταν ανέφικτη, έχει επιτευχθεί.
«Ήταν μια εκπληκτική ‘επαναστατική’ στιγμή που μετέτρεψε χρόνια θεωρίας σε μια ζωντανή, παρατηρήσιμη πραγματικότητα», σημειώνει η ίδια, θέτοντας τον επόμενο στόχο.
Λίγα λόγια για τη Melina Schuh
Σπούδασε βιοχημεία στο Πανεπιστήμιο του Μπαϊρόιτ στη Γερμανία, διεξήγαγε έρευνα στο Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Μοριακής Βιολογίας (EMBL) στη Χαϊδελβέργη και έλαβε το διδακτορικό της από το Πανεπιστήμιο της Χαϊδελβέργης το 2008. Στη συνέχεια μετακινήθηκε στο Κέιμπριτζ (Ηνωμένο Βασίλειο), όπου εργάστηκε ως επικεφαλής ομάδας στο Εργαστήριο Μοριακής Βιολογίας του MRC από το 2009 έως το τέλος του 2015. Από τον Ιανουάριο του 2016, είναι διευθύντρια στο Ινστιτούτο Max Planck για Διεπιστημονικές Φυσικές Επιστήμες, όπου διευθύνει το Τμήμα Μείωσης και από το 2023 επίτιμη καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο του Γκέτινγκεν. Έχει διακριθεί για το έργο της με το Βραβείο Gottfried Wilhelm Leibniz, το Χρυσό Μετάλλιο EMBO, το Μετάλλιο Colworth, το Βραβείο Έρευνας Lister, το Βραβείο Πρώιμης Καριέρας της Βιοχημικής Εταιρείας, το Βραβείο Νέου Ερευνητή EMBO και τα Βραβεία Διάλεξης Mendel και Theodor Boveri. Είναι μέλος της Γερμανικής Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών Leopoldina και του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Μοριακής Βιολογίας (EMBO).
