Geschlecht und Innovation
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Leitfaden für Gewebe und Zellen

Das US-amerikanische Institute of Medicine erklärte 2001, dass „jede Zelle ein biologisches-anatomisches Geschlecht hat“ (Pardue et al., 2001). Im vergangenen Jahrzehnt wurden Fortschritte in Richtung einer Verständigung über die Analyse des biologischen und in geringerem Maße auch des sozialen Geschlechts von Gewebe und Zellen gemacht.

Dieser Leitfaden ist als Hilfestellung für ForscherInnen, Antrag Schreibende, ProjektleiterInnen, -gutachterInnen und Förderorganisationen gedacht; denn sie sind mit der Einbeziehung von Analysen zu biologischem und sozialem Geschlecht in die mit Tieren, einschließlich dem Menschen, entnommenen Zellen und Gewebe operierende biowissenschaftliche Forschung beschäftigt und geben dazu ihre Einschätzung ab. Dieser Leitfaden sollte zusammen mit der im Abschnitt Gesundheits- und biomedizinische Forschung gestalten sowie im Leitfaden Gesundheit und Medizin dargelegten Methodologie gelesen werden (beide sind auf menschliche und tierische Modelle anwendbar).

1. Schritt: Forschungsfrage und Hypothesen aufstellen
2. Schritt: Literaturrecherche
3. Schritt: Forschungsfragen und -hypothesen festlegen
4. Schritt: Festlegen der Forschungsmethode sowie Planung der Datenanalyse
5. Schritt: Daten mit Konzepten und theoretischen Modellen interpretieren
6. Schritt: Ergebnisse berichten
7. Schritt: Folgerungen ausarbeiten und Empfehlungen aussprechen

 

Allgemeine Hinweise

  1. Nicht jeder Versuch muss als Auswertung der biologischen Geschlechterdifferenzen gestaltet werden. Das biologische Geschlecht von Zellen und Gewebe sollte jedoch stets aufgezeichnet und ausgewiesen werden. Nur so kann sichergestellt werden, dass Experimente wiederholbar und Erkenntnisse (hinsichtlich eines biologischen Geschlechts) nicht übermäßig (für das andere Geschlecht) verallgemeinert werden (Wizemann, 2012).
  2. Biologische Geschlechterdifferenzen müssen untersucht werden, ehe sie ausgeschlossen werden können (vgl. Biologisches Geschlecht überbetonen). Nicht alle beobachteten biologischen Differenzen in Zusammenhang mit Geschlecht sind biologischer Natur (vgl. Biologisches Geschlecht ignorieren). Die Grundfrage ist in diesem Zusammenhang zu bedenken; ebenso die Art und Weise, wie sich das soziale und das biologische Geschlecht von Zellen und Gewebe auf Studiendesign und Ergebnisse auswirkt.
  3. Es ist wichtig, zu bedenken, ob der Ausdruck der Gene auf den untersuchten Geschlechtschromosomen oder -autosomen einer Zelle oder eines Gewebes dem Einfluss von Sexualhormonen unterliegt. Sexualsteroidhormone im Zellkulturmedium bzw. die Hormonumgebung des SpenderInnentiers können sich auf den Ausdruck der Gene auswirken (Veilleux et al., 2012). Zellen, die für In-vitro-Versuche entnommen wurden, verhalten sich möglicherweise anders als in vivo.

1. Schritt: Forschungsfrage und Hypothesen aufstellen

  •  Es gilt ein Verständnis der analytischen Unterscheidung zwischen Sex (biologisch) und Gender (sozial) zu erlangen.
  • Sex: Das biologische Geschlecht ist allen Zellen eines sich sexuell reproduzierenden Organismus inhärent. Selbst wenn eine Zelle aus ihrer normalen körperlichen Umgebung entfernt wird und nicht länger den Wirkungen der Sexualhormone unterworfen ist, „hat das Komplement der in einer Kultur untersuchten Geschlechtschromosomen das Potenzial, den Ausdruck der Proteine und ‚mechanistischen‘ Signalwege zu beeinflussen“ (Taylor et al., 2011).
  •  Gender: Es gilt zu verstehen, dass das soziale Geschlecht eine Erklärungsmacht hat (vgl. Annahmen hinsichtlich Gender analysieren). Das soziale Geschlecht kann Versuche mit Gewebe und Zellen in vielerlei Hinsicht beeinflussen, selbst wenn Gewebe und Zellen ihrerseits nicht in sozialer Hinsicht vergeschlechtlicht sind/lediglich in biologischer Hinsicht ein Geschlecht aufweisen: Das soziale Geschlecht hat beispielsweise Einfluss auf Forschungsprioritäten, Forschungsdesigns sowie auf die Entwicklung von Zellen und Gewebe, ehe diese den SpenderInnen entnommen werden. So unterliegt die Knochenentwicklung, zum Beispiel in Studien zum Knochengewebe, dem Einfluss des biologischen Geschlechts (teilweise durch Bewegungen der Sexualsteroidhormone); sie wird aber auch durch Diäten und körperliche Betätigungsmuster geprägt, die ihrerseits von sozialen Geschlechterrollen getragen sind. Unterschiede zwischen den Knochen von Frauen und Männern sind daher nicht allein auf die Biologie rückführbar (Fausto-Sterling, 2005). Analog dazu haben ForscherInnen Unterschiede im genetischen Ausdruck von Lungentumoren beobachtet, die Frauen und Männern entnommen wurden. Solche Unterschiede rühren möglicherweise aus „körperlich bedingten genetischen Unterschieden“ (biologische Geschlechterdifferenzen) und/oder aus Faktoren, die Modulierungen des sozialen Geschlechts, inklusive des Rauchverhaltens, sind (Planchard et al., 2009). 

2. Schritt: Literaturrecherche

  • Es gilt eine Literatur- und Datenbankrecherche mit den adäquaten Begriffen für „Sex“ und „Gender“, also für das biologische und das soziale Geschlecht durchzuführen. MeSH (Medical Subject Headings) – der von der United States National Library of Medicine gepflegte Thesaurus hat ein kontrolliertes Vokabular und wird zum Indexieren von Artikeln in PubMed verwendet – unterscheidet nicht einheitlich zwischen Sex und Gender (größtenteils weil die AutorInnen dies nicht tun). Das gilt dementsprechend auch für die deutsche Übersetzung von MeSH, die das Deutsche Institut für Medizinische Dokumentation und Information (DIMDI) erstellt. Folglich müssen ForscherInnen Suchstrategien entwickeln, um das gesamte Spektrum zuvor dokumentierter biologischer und sozialer Geschlechterdifferenzen zu ermitteln. In der Grundlagenforschung der Lebenswissenschaft kann es sein, dass auf Suchbegriffe zurückgegriffen werden muss, die mit der Unterscheidung zwischen männlich/weiblich verbunden sind, wie etwa Sexualsteroidhormone, Gonadalhormone, Geschlechtschromosomen, Östrogene und Androgene bzw. Steroidrezeptoren.

  • Mehrere Studien empfehlen, die Bezeichnung eines Leidens oder eines biomedizinischen Forschungsthemas mit standardisierten MeSH-Begriffen zu kombinieren, wie „sex factors“ und „sex characteristics“, bzw. mit den entsprechenden Begriffen der deutschen Übersetzung, oder mit Textwörtern, wie „gender differences“ und „sex differences“ bzw. „Geschlechterdifferenzen“, „geschlechtsspezifische Unterschiede“ oder „Gender-Differenzen“ im Deutschen. Eine Reihe komplexer Suchbegriffe wurde entwickelt, die allesamt zu besseren Ergebnissen führen, als nur „Sex“ und „Gender“ (Oertelt-Prigione et al., 2010; Moerman et al., 2008). Nützliche MeSH-Begriffe sind zum Beispiel:
MesH-Begriff Definition (Scope Note)
Geschlechtsfaktoren
(sex factors)
Männlichkeit oder Weiblichkeit als grundlegendes Element bzw. etwas, das zur Produktion eines Ergebnisses beiträgt. Dieses kann auf die Ursache oder Wirkung eines Umstandes anwendbar sein. Es wird in Verbindung mit menschlichen oder tierischen Konzepten verwendet, sollte jedoch unterschieden werden von Begriffen wie SEXUALHORMONE („sex h“), einschließlich GESCHLECHTSMERKMALEN (characteristics), das heißt anatomischen oder physiologischen Manifestationen des biologischen Geschlechts, und GESCHLECHTERVERTEILUNG (sex distribution), also der Anzahl von Frauen und Männern/Männchen und Weibchen im jeweiligen Zusammenhang. 
Geschlechtsmerkmale
(sex-characteristics) 
Das sind Merkmale zur Unterscheidung eines BIOLOGISCHEN GESCHLECHTS (sex) vom anderen. Primäre Geschlechtsmerkmale sind OVARIEN und HODEN sowie die damit verbundenen Hormone. Sekundäre Geschlechtsmerkmale sind solche, die männlich oder weiblich sind, aber keinen direkten Zusammenhang zur Reproduktion aufweisen.
Geschlechterverteilung
(sex distribution)
Dabei handelt es sich um die Anzahl von Frauen/Männern bzw. Weibchen/Männchen in einer bestimmten Population. Die Verteilung kann sich auf die Anzahl von Frauen/Männern bzw. Weibchen/Männchen oder auf das jeweilige Verhältnis in der Gruppe beziehen. 
Biologisches Geschlecht
(sex)
Alle Merkmale der Reproduktionsstruktur und ihrer Funktionen sowie PHÄNOTYP und GENOTYP, die den MÄNNLICHEN vom WEIBLICHEN Organismus unterscheiden.
   
Sexualproportion
(sex ratio)
Die Anzahl von männlichen Exemplaren je 100 weiblichen Exemplaren.
Geschlechtsidentität (gender identity) Dabei geht es um die sozial konstruierte (gender identity) Identität von Männern und Frauen. BEACHTE: Es handelt sich um einen psychologischen Faktor, der nicht mit (physiologischen) GESCHLECHTSMERKMALEN (characteristics) und SEXUELLER ORIENTIERUNG (sexual orientation; vgl. SEXUALVERHALTEN, also sex behaviour) verwechselt werden darf. Geschlechtsidentität bedeutet zu wissen, dass man männlich oder weiblich ist; sexuelle Orientierung heißt, heterosexuellem oder homosexuellem Verhalten den Vorzug zu geben; das ist nicht einschränkend gemeint.

Abbildung wurde nachgebildet von Moerman et al., 2009

  • Darüber hinaus wurde eine Datenbank erstellt, in die Referenzen in Zusammenhang mit biologischem und sozialem Geschlecht in großen klinischen Fächern sowie in der biomedizinischen Grundlagenforschung eingespeist wurden (vgl. http://bioinformatics.charite.de/gender/. Die Website kennt beim Login zwei Eingabeaufforderungen: Bei der ersten Eingabeaufforderung muss als Benutzername „gender“ und als Passwort „ppgm“ eingegeben werden. Bei der zweiten Eingabeaufforderung als User wie auch als Passwort „guest“). In der lebenswissenschaftlichen Grundlagenforschung kann es außerdem hilfreich sein, mit der Unterscheidung weiblich/männlich zusammenhängende Suchbegriffe zu verwenden, wie etwa Sexualhormone oder Reproduktionsbiologie.

3. Schritt: Forschungsfragen und -hypothesen festlegen (vgl. Forschungsfragen formulieren)

  • Es sollte entschieden werden, ob die Variable biologisches Geschlecht in einem bestimmten Versuch zur Anwendung kommt. Diese Entscheidung kann auf Basis früherer Grundlagenforschung getroffen werden, die es ForscherInnen möglicherweise erlaubt, die Wahrscheinlichkeit von signifikanten biologischen Geschlechterdifferenzen im Hinblick auf den durchgeführten Eingriff sowie die gemessenen Ergebnisse einzuschätzen. Epidemiologische Forschung kann ebenfalls informativ sein; eine Krankheit, deren Verbreitung, Prognose etc. sich bei Frauen und Männern deutlich unterscheidet, könnte dem biologischen Geschlecht geschuldete Unterschiede auf Zellebene implizieren.

  • Die Wahl der in der Studie verwendeten Zellen und Zelllinien kann je nach Art der Fragestellung auf verschiedene Weisen erfolgen:
Biologische Versuche mit
Zelllinien und Gewebeproben zusammenstellen
Studienmerkmale und damit verbundene Überlegungen

Gemischtgeschlechtlich
(nach biologischem Geschlecht gesonderte Datenerhebung)
  • Diese Methode sollte zur Anwendung kommen, wenn „davon auszugehen ist, dass sich die Reaktionen männlicher und weiblicher Modelle bei einem Eingriff unterscheiden“ oder wenn „Informationen über das Vorhandensein von geschlechtsspezifischen Unterschieden fehlen bzw. zweideutig sind“ (Beery et al., 2011).
  • Kommt das biologische Geschlecht als Variable zum Einsatz, so müssen weibliche und männliche Zellen oder Gewebe angeglichen bzw. die Unterschiede überprüft werden – vgl. 4. Schritt.
  • Zelllinien unterschiedlichen biologischen Geschlechts können unterschiedliche Wachstumsraten, unterschiedliche Arten von Quellgewebe sowie unterschiedliche genetische Merkmale aufweisen (Ritz, 2011).
  • Gemischtgeschlechtliche Experimente können Einsicht in spezifische Formen des sexuellem Dimorphismus gewähren.
  • Die Analyse von Überschneidungen zwischen Sex, Gender und weiteren Faktoren ist entscheidend, um zu verhindern, dass das biologische Geschlecht ignoriert bzw. das biologische Geschlechtüberbetont wirden.

Gemischtgeschlechtlich (keine nach biologischem Geschlecht gesonderte Datenerhebung)
  • Wenn weibliche und männliche Zellen in einer Kultur gezüchtet werden, oder wenn weibliche und männliche Zellen und Gewebe anderswie „vermischt“ werden, sind möglicherweise spezifische Validierungsmethoden erforderlich – vgl. 4. Schritt.

Eingeschlechtlich

nur weiblich
  • Studien mit nur weiblichen Zellen oder Gewebe können nützlich sein, um Forschungslücken zu schließen, Unterschiede zwischen den Zellarten eines biologischen Geschlechts, oder um Krankheiten bzw. Eingriffe zu untersuchen, die für das weibliche Geschlecht spezifisch sind.
  • Studien mit nur weiblichen Exemplaren können verwendet werden, um zu untersuchen, wie sich Zellen entsprechend dem Hormonstatus (präpubertär, prämenopausal mit normaler Ovulation, prämenopausal mit einer durch hormonelle Kontrazeptive, Drogen und Stress veränderten Ovulation, sowie menopausal), dem Alter, der Zirkadianen Rhythmik und anderen Faktoren verändern.
  • Studien mit nur weiblichen Exemplaren sollten, wenn es sich vermeiden lässt, nicht für männliche Exemplare verallgemeinert werden. (In Studien mit transformierten Zelllinien kann die Verwendung einer eingeschlechtlichen Zelllinie einschränkend wirken.)

nur männlich
  • Studien mit nur männlichen Zellen oder Gewebe können nützlich sein, um Forschungslücken zu schließen, Unterschiede unter Zellarten eines biologischen Geschlechts, oder um Krankheiten bzw. Eingriffe zu untersuchen, die für das männliche Geschlecht spezifisch sind.
  • Studien mit nur männlichen Exemplaren können verwendet werden, um zu untersuchen, wie sich Zellen entsprechend dem Alter, dem Hormonstatus, der Zirkadianen Rhythmik und anderen Faktoren verändern.
  • Studien mit nur männlichen Exemplaren sollten, wenn es sich vermeiden lässt, nicht für weibliche Exemplare verallgemeinert werden. (In Studien mit transformierten Zelllinien kann die Verwendung einer eingeschlechtlichen Zelllinie einschränkend wirken.)

4. Schritt: Festlegen der Forschungsmethode sowie Planung der Datenanalyse (vgl. Gesundheits- und biomedizinische Forschung gestalten)

  • Abgleichung der Stichprobe: Wird biologisches Geschlecht als Variable verwendet, sollten Zellen und Gewebe anhand nicht-geschlechtlicher Merkmale, die sich auf das Ergebnis auswirken können, abgeglichen werden (wie etwa Alter, Hormonstatus oder Reproduktionsgeschichte); ,wenn dieser Abgleich nicht möglich ist, können Resultate alternativ entsprechend statistisch signifikanter Unterschiede zwischen Gewebe oder Zellen angepasst werden, die männlichen bzw. weiblichen Exemplaren entnommen wurden; diese Anpassung sollte anhand nicht-geschlechtlicher Merkmale erfolgen, vorausgesetzt diese Unterschiede sind messbar und ihre Wirkungen und Ergebnisse bekannt.
  • Zellmedium: Gemischte Zellkulturen weiblicher und männlicher Tiere, wie jene, die für die Untersuchung neonataler Gewebe verwendet werden, müssen validiert werden, um sicherzustellen, dass Viabilität, Zellzyklus- und Proliferationsrate und die dem Zellmedium beigemengten Stimuli für Apoptosis- und Wachstumsfaktoren sich auf die Zellen beider Geschlechter gleichermaßen auswirken. So sind zum Beispiel weibliche und männliche Zellen unterschiedlich sensibel gegenüber apoptotischen Wirkstoffen; und bei diesen Unterschieden handelt es sich um durch Zelltypus und Alter hervorgerufene Modulierungen (Penaloza et al., 2009).

5. Schritt: Daten mit Konzepten und theoretischen Modellen interpretieren

  • Studien sollten Folgendes vermeiden:

    1. davon auszugehen, dass Ergebnisse zu einem Geschlecht auch für das andere Geschlecht zutreffen;
    2. chlussfolgern, dass es biologische Geschlechterdifferenzen gibt, ohne sich für konfundierende Variablen zu interessieren (vgl. Überschneidungen zwischen Sex, Gender und anderen Faktoren analysieren);
    3. Ergebnisse in einer Weise interpretieren, die blind gegenüber dem biologischen oder dem sozialem Geschlecht ist.

6. Schritt: Ergebnisse berichten (vgl. Sex analysieren)

  • Das biologische Geschlecht der Zellen und Gewebe muss selbst in eingeschlechtlichen Versuchen angegeben werden.
  • Nullbefunde müssen angeführt werden: ForscherInnen sollten angeben, wenn in ihren Analysen keine geschlechtsspezifischen Unterschiede (Haupt- oder Interaktionseffekte) feststellbar sind, damit Verzerrungen in Publikationen reduziert, Meta-Analysen ermöglicht und ihre Ergebnisse zur Identifizierung von konfundierenden Variablen beitragen.
  • Es muss sichergestellt sein, dass biologische oder soziale Geschlechterdifferenzen in Tabellen, Abbildungen/Diagrammen und Ergebnissen angemessen visualisiert werden (vgl. Sprache und visuelle Repräsentationen überdenken).
  • Es muss sichergestellt werden, dass Ergebnisse in Zusammenhang mit dem biologischen oder sozialen Geschlecht in Titel, Abstract und in den Schlagwörtern zutreffend dargestellt werden.

7. Schritt: Folgerungen ausarbeiten und Empfehlungen aussprechen

  • Welche weiterführenden Forschungen werden dort notwendig, wo signifikante biologische Geschlechterdifferenzen und geschlechtsspezifische Effekte auftauchen?
  • Wie lassen sich Ergebnisse, die signifikante biologische oder soziale Geschlechterdifferenzen sichtbar werden lassen, in präventive, diagnostische und therapeutische Praxen übersetzen, sodass sie Verbesserungen für die PatientInnen bringen?

Es wird empfohlen, ForscherInnen zur Angabe des biologischen Geschlechts von Gewebe und Zellen anzuhalten.

Förderagenturen und HerausgeberInnen von Zeitschriften können für die Finanzierung der Forschung oder die Veröffentlichung der Ergebnisse verlangen, dass ForscherInnen eine Analyse des biologischen Geschlechts der verwendeten Zellen und Gewebe vorlegen und dieses ausweisen.

Literatur

Fausto-Sterling, Anne (2005). The Bare Bones of Sex, Part 1: Sex and Gender. Signs: Journal of Women in Culture and Society, 30 (2), 1491–1527.

Moerman, Clara J., Deurenberg, Rikie, Haafkens, Joke A. (2009). Locating Sex-Specific Evidence on Clinical Questions in MEDLINE: A Search Filter for Use on OvidSP. BioMed Central Medicine Medical Research Methodology, 9 (25).

Oertelt-Prigione, Sabine, Parol, Rosa, Krohn, Stephan, Preissner, Robert und Regitz-Zagrosek, Vera (2010). Analysis of Sex and Gender-Specific Research Reveals a Common Increase in Publications and Marked Differences between Disciplines. BioMed Central Medicine, 8, 70–80.

Penaloza, Carlos, Estevez, Brian, Orlanski, Shari, Sikorska, Marianna, Walker, Roy, Smith, Catherine, Smith, Brandon, Lockshin, Richard A. und Zakeri, Zahra (2009). Sex of the Cell Dictates its Response: Differential Gene Expression and Sensitivity to Cell-Death-Inducing Stress in Male and Female Cells. Journal of the Federation of American Societies for Experimental Biology, 23 (6), 1869–1879.

Planchard, David, Loriot, Yohann, Goubar, Aicha, Commo, Fréderic und Soria, Jean-Charles (2009). Lung Cancer in Women: Differential Expression of Biomarkers in Men and Women. Seminars in Oncology, 36 (6), 553–565.

Ritz, Stacey (2011). Accounting for Sex and Gender in Research with Cells and Animals. Vancouver: University of British Columbia (UBC).

Taylor, Effua K., Vallejo-Giraldo, Catalina, Schaible, Niccole S., Zakeri, Rosita und Miller, Virginia M. (2011). Reporting of Sex as a Variable in Cardiovascular Studies using Cultured Cells. Biology of Sex Differences, 2 (11), 1–7.

Veilleux, Alain und Tchernof, André (2012). Sex Differences in Body Fat Distribution. In: Symonds, Michael A. (Hg.), Adipose Tissue Biology, S. 123–166. New York: Springer Science and Business Media.

Wizemann, Theresa M. und Pardue, Mary-Lou (Hg.innen) (2001). Exploring the Biological Contributions to Human Health: Does Sex Matter? Washington D. C.: National Academy Press.

Wizemann, Theresa (Hg.in) (2012). Sex-Specific Reporting of Scientific Research: A Workshop Summary. Washington, D. C.: National Academies Press.