Es klingt wie aus einem Zukunftsroman: Forscher entnehmen die Blutzellen eines Menschen, programmieren sie um, dass sie sich in unreife Spermien verwandeln, und lassen sie anschließend in einem winzigen Gewebesäckchen auf der Niere einer Maus heranreifen.

Genau das berichtet nun eine Arbeitsgruppe von der University of Pennsylvania in Philadelphia. Allerdings ist es den Fachleuten nicht gelungen, voll funktionsfähige Spermien herzustellen: Alle im Labor erzeugten Zellen brachen ihre Entwicklung in einem noch unreifen Stadium ab. 

Bis sich vollständig ausgereifte, befruchtungsfähige Spermien im Labor herstellen lassen, seien noch zahlreiche Hürden zu überwinden, sagt der Reproduktionsbiologe Eoin Whelan, einer der Studienautoren. Der jüngste Erfolg seines Teams sei jedoch ein Schritt in die richtige Richtung. Denn die Technik erlaube es jetzt immerhin schon, die frühen Stadien der menschlichen Spermienentwicklung zu untersuchen und dabei beispielsweise nach den Ursachen männlicher Unfruchtbarkeit zu fahnden. In rund 40 Prozent aller Fälle ist nämlich unklar, was dahintersteckt, wenn Männer keine Kinder zeugen können. Entsprechend bezeichnet Whelan die aktuelle Studie als Grundlagenforschung: »Von einer klinischen Anwendung sind wir noch weit entfernt.«

Ein schwer erreichbares Ziel

Was sich bereits an klinischen Einsatzszenarien am Horizont abzeichnet, ist aus unterschiedlichen, vor allem aber ethischen Gründen hoch umstritten. Sollte man mithilfe der künstlich generierten Spermien oder Eizellen wirklich Kinder zeugen? Damit ließen sich zwar manche Formen der Unfruchtbarkeit behandeln. Andererseits eröffnet die Technik bedenkliche Möglichkeiten, das Erbgut in Ei- und Samenzellen vor der Befruchtung gezielt zu manipulieren, um sogenannte Designerbabys auf die Welt zu bringen.

»Beim Menschen hinkt die Forschung noch deutlich hinterher«Kotaro Sasaki, Entwicklungsbiologe

Bei Mäusen ist man bereits weiter: Mehrere Forschergruppen haben Hautzellen von Mäusen so umprogrammiert, dass daraus Eizellen und Spermien entstehen. Dazu verwandeln sie das Ausgangsmaterial im ersten Schritt in sogenannte induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen). Solche künstlich »verjüngten« Zellen, die embryonalen Zellen ähneln, können sich durch passende chemische oder genetische Steuersignale zu völlig anderen Zelltypen entwickeln – darunter auch zu Spermien. Einem Team ist es sogar gelungen, auf diesem Weg Nachkommen zweier männlicher Mäuse zu erzeugen.

Auf den Menschen oder auf andere Primaten ließen sich derartige Erfolge aber noch nicht übertragen. Dafür unterscheiden sich die Arten in ihrer Entwicklung offenbar zu sehr. Außerdem ist die Erforschung der menschlichen Embryonalentwicklung mit vielen Schranken und Hindernissen verbunden. »Beim Menschen hinkt die Forschung noch deutlich hinterher«, sagt der Entwicklungsbiologe Kotaro Sasaki, ebenfalls von der University of Pennsylvania, und Co-Autor der aktuellen Veröffentlichung.

Schritt für Schritt

Sasaki und seine Kolleginnen und Kollegen hatten bereits herausgefunden, wie sich menschliche iPS-Zellen in so etwas ähnliches wie die frühen embryonalen Vorläufer späterer Eizellen und Spermien umwandeln lassen. Anschließend entnahmen sie aus den Hoden von Mäuseföten Gewebe, fügten die Vorläuferzellen hinzu und kultivierten das Ganze im Labor. Das Gewebe aus den Mäuseföten enthielt selbst keine Keimzellvorläufer, aber es leistete offenbar die nötige Unterstützung: In seinem Schutz und mit seinen Nährstoffen versorgt, reiften die menschlichen Spermienvorläufer weiter heran.

Dadurch kamen Sasaki und sein Team dem Ziel, reife Spermien zu züchten, ein Stück näher. Ihre Zellen brachen die Entwicklung an dem Punkt ab, an dem es auch ihre Pendants in menschlichen Föten tun. Echte Spermien wurden daraus nicht.

Nun sind Sasaki, Whelan und ihre Kolleginnen und Kollegen erneut einen Schritt weiter gegangen: Sie kultivierten die Zellmischung nicht mehr im Labor, sondern pflanzten sie in lebende Mäuse – und zwar in einen Bereich der Niere, der dafür bekannt ist, transplantiertes Gewebe besonders gut zu unterstützen.

Innerhalb dieses Gewebesäckchens organisierten sich die übertragenen Zellen eigenständig zu röhrenförmigen Strukturen, die den Samenkanälchen ähneln, in denen normalerweise Spermien entstehen. Sechs Monate nach der Transplantation hatten sich die menschlichen Zellen zu Spermatogonien entwickelt – einem Zelltyp, aus dem später reife Spermien hervorgehen können.

Die Genaktivität in jenen Spermienvorläufern entsprach weitgehend jener in normalen menschlichen Spermatogonien. Doch wieder brach die Entwicklung ab: Keine von ihnen entwickelte sich zu einem richtigen Spermium. Auch aus Rhesusaffen-Stammzellen erzeugte Keimzellen reiften in der Mausumgebung nicht zu Spermien heran.

Was blockiert die Reifung?

Die Ursache dafür vermutet Sasaki in den unterstützenden Mauszellen. Die Spermienentwicklung ist ein komplexer Prozess, der nicht nur Signale aus dem umliegenden Gewebe benötigt, sondern auch hormonelle Einflüsse aus anderen Organen. Diese Faktoren unterscheiden sich möglicherweise zwischen Maus und Mensch.

Der naheliegende Schritt ist es daher, für die Unterstützerzellen ebenfalls menschliches Gewebe zu nehmen und die Keimzellen darin wachsen zu lassen. »Das ist die technologische Innovation, die als Nächstes kommen wird«, sagt die Entwicklungsbiologin Amander Clark von der University of California in Los Angeles. Dann würden sich die Zellen womöglich bis zu reifen Spermien weiterentwickeln.

Ob diese wirklich funktionsfähig sind, zeigt sich allerdings nur, wenn sie erfolgreich eine Eizelle befruchten können. »Letztlich muss man Spermien erzeugen – und ein Baby«, sagt Kyle Orwig, Reproduktionsbiologe an der University of Pittsburgh in Pennsylvania. »Erst dann wäre gezeigt, dass es sich wirklich um vollwertige Zellen handelt.« Beim Menschen wären solche Tests aus ethischen Gründen problematisch. Deshalb hofft Sasaki, entsprechende Experimente mit Makaken durchführen zu können.

Konkurrenz aus der Privatwirtschaft

Inzwischen arbeiten auch mehrere private Unternehmen daran, Eizellen und Spermien im Labor zu erzeugen. Erst im Juni 2026 berichtete die Biotechnologiefirma Conception aus dem kalifornischen Berkeley, dass sie unreife menschliche Eizellen aus Stammzellen im Labor gezüchtet habe.

Und Paterna Biosciences aus Salt Lake City gab bereits im Mai 2026 bekannt, reife Spermien hergestellt zu haben. Allerdings beginnt diese Firma ihren Prozess mit bereits vorhandenen unreifen Spermienzellen aus Hodenproben, anstatt wie Sasakis Team mit iPS-Zellen zu arbeiten, um auch die frühesten Entwicklungsstadien nachzubilden.

Abgesehen davon seien solche Erfolgsmeldungen schwer zu bewerten, sagt Sasaki: »Sie machen keine Daten öffentlich.« Wie immer gelte: »Wer eine starke Behauptung aufstellt, braucht auch starke Belege.«