Wissenschaftler entwickelten ein menschliches Embryomodell ohne Verwendung von Spermien oder Eizellen

Wissenschaftler haben ein Gebilde entwickelt, das einem frühen menschlichen Embryo sehr ähnlich ist, ohne Spermien, Eizellen oder eine Gebärmutter zu verwenden.

Das Team des Weizmann-Instituts sagt, dass das aus Stammzellen hergestellte „Embryomodell“ einem echten 14 Tage alten Embryo ähnelt.

Es schüttete sogar Hormone aus, die im Labor einen positiven Schwangerschaftstest ergaben.

Das Ziel von Embryomodellen besteht darin, einen ethischen Weg zu finden, um die frühen Phasen des menschlichen Lebens zu verstehen.

Signifikante Veränderungen treten in den ersten Wochen nach der Befruchtung der Eizelle durch das Sperma auf. Eine deformierte Zellmasse nimmt dann die Form eines Embryos an, der im Ultraschall erkannt werden kann.

In dieser kritischen Phase kommt es zu einem erheblichen Teil der Fehlgeburten und Geburtsfehler. Dieser Zeitraum ist jedoch nicht vollständig geklärt.

„Das ist keine Blackbox und kein Klischee, unser Wissen ist sehr begrenzt“, sagt Professor Jacob Hanna vom Weizmann Institute of Science.

Die Embryonenforschung ist mit rechtlichen, ethischen und technischen Herausforderungen verbunden. Mittlerweile gibt es jedoch einen Bereich, der die natürliche Embryonalentwicklung nachahmt, und dieser entwickelt sich rasant.

Diese in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Forschung wird vom israelischen Team als das erste „vollständige“ Embryomodell beschrieben, das alle wichtigen Strukturen nachahmt, die im frühen Embryo auftreten.

Professor Hanna sagt: „Das ist wirklich das Bild eines 14 Tage alten menschlichen Embryos“ und sagt, dass dies noch nie zuvor gemacht wurde.

Anstelle von Spermien und Eizellen handelte es sich bei dem Ausgangsmaterial um Stammzellen, die so programmiert waren, dass sie sich in jedes beliebige Gewebe im Körper verwandeln können.

Mithilfe von Chemikalien wurden diese Stammzellen dann in vier Zelltypen umgewandelt, die in den frühesten Stadien des menschlichen Embryos vorkommen:

– Epiblastzellen, die sich zu einem lebensfähigen Embryo (oder Fötus) entwickeln

– Trophoblastenzellen, die zur Plazenta werden

– Hypoblastenzellen, die zum unterstützenden Dottersack werden

– extraembryonale Mesodermzellen

Insgesamt wurden 120 dieser Zellen in einem vernünftigen Verhältnis gemischt, und dann warteten die Wissenschaftler ab, was passieren würde.

Etwa 1 % der Mischung selbst begann sich in eine Struktur zu verwandeln, die einem menschlichen Embryo ähnelte, aber nicht mit ihm identisch war.

„Zellen spielen eine große Rolle; man muss für die richtige Mischung und die richtige Umgebung sorgen, und dann findet die Bildung statt“, sagt Professor Hanna. „Das ist ein unglaubliches Phänomen.“

Man ließ die Embryonenmodelle sich entwickeln, bis sie 14 Tage nach der Befruchtung einem Embryo ähnelten. In vielen Ländern ist dies die gesetzliche Grenze für die normale Embryonenforschung.

Mit dieser Studie hoffen die Wissenschaftler, dass Embryomodelle erklären können, wie verschiedene Zelltypen entstehen, die ersten Stadien der Organbildung miterleben oder erbliche und genetische Krankheiten verstehen.

Es wird sogar gesagt, dass Modelle verwendet werden könnten, um zu verstehen, warum sich manche Embryonen nicht entwickeln, oder um zu testen, ob Medikamente während der Schwangerschaft sicher sind, was die Erfolgsraten bei der In-vitro-Fertilisation (IVF) verbessern könnte.

Professor Robin Lovell Badge, der die Embryonenentwicklung am Francis Crick Institute untersucht, sagt mir, dass diese Embryonenmodelle „ziemlich ordentlich und normal aussehen“.

„Ich denke, es ist sehr gut gemacht, es macht alles Sinn und ich bin ziemlich beeindruckt davon“, sagt er.

Er fügt jedoch hinzu, dass die derzeitige Ausfallrate von 99 % verbessert werden muss. Wenn das Muster in den meisten Fällen nicht auftritt, ist es schwierig zu verstehen, was bei einer Fehlgeburt oder Unfruchtbarkeit schief gelaufen ist.

Rechtliche und ethische Dimension

Die Studie wirft auch die Frage auf, ob die Embryonalentwicklung nach dem 14-Tage-Stadium nachgeahmt werden kann.

Dies wäre in vielen Ländern nicht illegal, da sich Embryomodelle rechtlich von Embryonen unterscheiden.

Prof. Lovell-Badge sagt, dass es diejenigen geben wird, die dies begrüßen, aber auch diejenigen, die unzufrieden sein werden.

Professor Alfonso Martinez Arias von der Abteilung für Experimental- und Gesundheitswissenschaften der Universität Pompeu Fabra bezeichnet dies als „eine sehr wertvolle Forschung“.

Prof. „Diese Studie ermöglichte es zum ersten Mal, die gesamte Struktur [eines menschlichen Embryos] aus Stammzellen originalgetreu im Labor zu erzeugen. Damit wurde die Tür geöffnet, um die Ereignisse zu untersuchen, die zur Bildung des menschlichen Körpers führen.“ “ sagt Arias.

Die Forscher betonen, dass es unethisch, illegal und sogar unmöglich wäre, dass diese Embryonenmodelle zu einer Schwangerschaft führen würden.