Schnitt des gewachsenen Embryos (die gestrichelte Linie markiert das Rudiment des Dottersacks)
Britischen und amerikanischen Wissenschaftlern gelang es, menschliche Embryonen unter Laborbedingungen bis zu 13 Tage Entwicklungszeit zu züchten. Die Arbeit ist Gegenstand zweier Veröffentlichungen in den Zeitschriften Nature und Nature Cell Biology.
University of Cambridge und Rockefeller University und Kollegen haben eine Technologie entwickelt, bei der Mausembryonen verwendet werden. Als Kulturmedium verwendeten sie Gelsubstrate mit unterschiedlichen Sauerstoffgehalten. Embryonen haben sich bis zum Stadium der Gastrulation entwickelt - Zelldifferenzierung mit der Bildung von drei Keimblättern (Ektoderm, Mesoderm und Endoderm), aus denen die Rudimente von Organen und Geweben entstehen.
Die entwickelte Technologie wurde für die Kultivierung menschlicher Embryonen von der IVF-Klinik angepasst. Sie wurden auf 13 Tage angehoben - der Zeitraum, in dem während der intrauterinen Entwicklung bereits Embryonen in die Gebärmutterwand eingepflanzt werden. Zuvor wurden nur neun Tage alte Embryonen "in vitro" gewonnen.
Embryonen in verschiedenen Entwicklungsstadien
Bei den gewachsenen Embryonen wurde eine Zelldifferenzierung mit Bildung einer Primärhöhle sowie die Expression von Genen und epigenetischen Markern beobachtet, die für die Entwicklung notwendig sind. Dies deutet darauf hin, dass sich der menschliche Embryo bis zu diesem Stadium autonom entwickeln kann, ohne dass der mütterliche Organismus beteiligt ist. Darüber hinaus unterschied sich die Genexpression signifikant von der von Mausembryonen – Tiermodelle sind daher für das Studium der menschlichen Embryogenese von begrenzter Bedeutung.
„Zu Beginn des 21. Jahrhunderts ist es ärgerlich, mehr über Fische, Frösche und Mäuse zu wissen als über uns selbst“, sagt Erstautor Ali Brivanlou.
Ein interessanter Befund war eine Gruppe von Zellen, die am 10. Tag der Entwicklung gebildet wird und am 12. Tag vollständig verschwindet und 5 bis 10 Prozent der Embryomasse auf dem Höhepunkt der Entwicklung ausmacht. Seine Funktionen sind noch unbekannt.
Den Forschern zufolge könnte die von ihnen entwickelte Technik kurzfristig für weiteres Wachstum sorgen, aber das Experiment wurde abgebrochen, da es in den meisten Ländern verboten ist, menschliche Embryonen für mehr als 14 Tage der Entwicklung zu züchten. Dennoch ebnet die Technologie den Weg für eine Vielzahl von Studien zu frühen Fehlgeburten, der Entstehung von Entwicklungsstörungen, der Wirkung von Medikamenten und Toxinen auf den Embryo sowie einer erfolgreichen IVF.
