Ein Team von Wissenschaftlern in Israel sagt, sie hätten eine unglaubliche Leistung der Biologie vollbracht: Ter Schaffung eines völlig menschenähnliches Embryomodell, ohne dass dies erforderlich ist ein Sperma oder eine Eizelle. Die synthetischen Embryonen wurden stattdessen mit Stammzellen gezüchtet und schienen bis zum 14. Entwicklungstag die gleichen Strukturen und Komponenten wie ein typischer menschlicher Embryo aufzuweisen. Das Team glaubt, dass ihre Arbeit uns helfen wird, die frühesten Stadien der Schwangerschaft besser zu verstehen, und eines Tages sogar den Weg für Durchbrüche in der Organtransplantation und anderen Bereichen der Medizin ebnen könnte.
Die Forschung wurde von Wissenschaftlern des Weizmann Institute of Science geleitet. Die Gruppe ist eines von mehreren Teams auf der ganzen Welt, die an der Züchtung komplexerer synthetischer Embryonen arbeiten. Letzten Sommer haben sie veröffentlicht eine Studie, die die Erzeugung von Mäuseembryonen zeigt, die vollständig aus Mausstammzellen stammen – nur wenige Wochen vor einem anderen Team aus Großbritannien veröffentlicht Erkenntnisse am eigenen Mäusemodell. Nun scheinen sie dasselbe mit menschlichen Stammzellen getan zu haben.
Stammzellen gelten oft als Baustein des Lebens da sie zu anderen Zelltypen heranreifen. Jedoch, Nicht alle Stammzellen haben das gleiche Potenzial. Pluripotente Stammzellen sind beispielsweise dafür bekannt, dass sie sich in viele, aber nicht alle Zelltypen verwandeln können. Diese Zellen spielen schon relativ früh eine große Rolle bei der Entwicklung des menschlichen Körpers. Wissenschaftler wissen seit einiger Zeit, wie man adulte Stammzellen in ihren pluripotenten Zustand überführt. Aber die Weizmann-Gruppe ist noch weiter gegangen und hat gelernt, wie man diese Zellen in ihren frühesten „naiven“ Zustand überführt, in Zellen, die theoretisch zu jeder anderen Zelle im Körper werden können. Und es sind diese naiven Zellen, die im Projekt des Teams im Vordergrund stehen.
Um ihre im Labor hergestellten Embryonen zu erzeugen, mischte das Team drei Gruppen von Stammzellen. Eine Gruppe durfte ungestört wachsen und diente als Embryo selbst. Die beiden anderen Gruppen wurden chemisch dazu gebracht, zu den Teilen der Struktur zu werden, die den Embryo stützen sollen, wie zum Beispiel die Plazenta und der Dottersack. Die Experimente des Teams führten zu vielen Stammzellklumpen, von denen sich die meisten nicht entwickelten. Aber etwa ein Prozent dieser Klumpen wuchsen weiter und organisierten sich zu etwas, das tatsächlich als Embryo betrachtet werden könnte, sagen die Forscher.
Diese Stammzell-basierte embryoähnliche Strukturen (SEMS) konnten angeblich etwa 8 Tage lang im Labor wachsen. Zu diesem Zeitpunkt schien das SEMS über alle notwendigen Komponenten eines typischen Embryos zu verfügen, der 14 Tage alt ist Wachstum im Mutterleib, das Stadium kurz bevor der Embryo beginnt, sich zu entwickeln, was schließlich zu Organen wird. Die Forscher führten sogar Schwangerschaftstests mit ihrem SEMS durch, da diese Tests auf dem Nachweis eines vom Embryo produzierten Hormons beruhen, und die Tests fielen positiv aus.
Die Ergebnisse des Teams waren veröffentlicht Mittwoch in der Natur.
Wissenschaftler können heute im Labor bereits erzeugte Embryonen bis zu einem gewissen Grad weiterentwickeln sowie künstliche, aber vereinfachte Modelle von Embryonen oder einzelnen Organen herstellen. Diese Modelle ermöglichen es uns jedoch immer noch nicht, die frühesten Stadien der menschlichen Entwicklung genau zu betrachten. Und die Autoren sagen, dass ihre Arbeit genau das leisten kann.
„Das Drama ist im ersten Monat, die restlichen acht Monate der Schwangerschaft sind hauptsächlich starkes Wachstum“, sagte Studienautor und Forschungsleiter Jacob Hanna in einer Stellungnahme Stellungnahme vom Weizmann-Institut. „Aber dieser erste Monat ist immer noch weitgehend eine Blackbox. Unser Stammzell-Das abgeleitete Modell eines menschlichen Embryos bietet eine ethische und zugängliche Möglichkeit, in diese Schublade zu blicken. Es ahmt die Entwicklung eines echten menschlichen Embryos genau nach, insbesondere die Entstehung seiner äußerst feinen Architektur.“
Eine der ersten Hoffnungen dieser Forschung besteht darin, mehr darüber zu erfahren, warum es zu Fehlgeburten kommt, die am häufigsten im ersten Trimester passieren. Diese Modelle könnten es Wissenschaftlern auch erleichtern, zu untersuchen, wie sich Medikamente oder andere Belastungen potenziell auf einen Fötus auswirken können. Letztlichkönnten diese Fortschritte es uns sogar ermöglichen, im Labor voll funktionsfähige Organe zu schaffen, die für Transplantationen verwendet werden können.