Das Ziel, sagten die an der Forschung beteiligten Wissenschaftler, sei es nicht, Mäuse oder Babys außerhalb der Gebärmutter zu erschaffen, sondern das Verständnis dafür, wie sich Organe in Embryonen entwickeln, voranzutreiben und dieses Wissen zu nutzen, um neue Wege zur Heilung von Menschen zu entwickeln.
Aus einem Klumpen embryonaler Stammzellen schufen Wissenschaftler des Weizmann Institute of Science synthetische Embryonen, die echten Mäuseembryos sehr ähnlich waren, mit rudimentärem Herzschlag, Blutkreislauf, gefaltetem Gehirngewebe und Darmtrakt. Die Maus-Embryonen wuchsen in einer künstlichen Gebärmutter heran und hörten nach acht Tagen, etwa einem Drittel einer Mausschwangerschaft, auf, sich zu entwickeln.
Der Fortschritt, der ein Jahrzehnt in der Mache war, kommt in einem Feld an, das mit Bemühungen überfüllt ist, Embryomodelle aus menschlichen und Mauszellen zu entwickeln. Wissenschaftler können solche Modelle verwenden, um in die frühesten Stadien der Embryonalentwicklung zu blicken und zu untersuchen, wie sich Organe bilden.
Aber je näher die Modelle an die Realität heranwachsen, desto mehr eröffnen sie auch ethisch trübes Terrain. Ab welchem Punkt werden synthetische Embryonen dem echten Embryo so ähnlich, dass sie ähnlichen Schutzmaßnahmen unterliegen wie echte Embryonen?
„Dies ist ein wichtiger Meilenstein in unserem Verständnis davon, wie sich Embryonen selbst aufbauen“, sagte Alfonso Martinez Arias, ein Entwicklungsbiologe an der Pompeu-Fabra-Universität in Barcelona, der nicht an der Forschung beteiligt ist, in einer E-Mail. Er nannte das Experiment einen „Game Changer“.
Die Forschung, veröffentlicht am Montag in der Zeitschrift ZelleSie ist weit davon entfernt, eine Maus, geschweige denn einen Menschen, außerhalb des Mutterleibs heranwachsen zu lassen. Es war ein Proof of Concept, dass ein vollständiger synthetischer Embryo aus embryonalen Stammzellen zusammengesetzt werden konnte, und obwohl die Forscher erfolgreich waren, war es ein höchst fehleranfälliger Prozess, da nur ein kleiner Bruchteil der Embryonen die Anfänge eines schlagendes Herz und andere Organe.
Obwohl die synthetischen Mausembryos den natürlichen Mausembryos sehr ähnlich waren, waren sie nicht genau gleich und führten bei echten Mäusen nicht zu Schwangerschaften oder Implantationen, so Jacob Hanna, der Stammzellenwissenschaftler am Weizmann Institute of Science, der die Studie leitete Arbeit.
„Es ist ein interessanter nächster Schritt, nicht schockierend, aber einer, der auf lange Sicht eine Aussage mit weitreichenden Auswirkungen plausibler macht: die Möglichkeit, jede Mauszelle in eine lebende Maus zu verwandeln“, sagte Henry T. Greely, Bioethiker bei Stanford Law Schule.
Die Forschung, wie andere aktuelle Studien, stellt die Möglichkeit eines vollständigen menschlichen synthetischen Embryos in Aussicht, sagten mehrere Forscher, was es notwendig machte, eine gesellschaftliche Diskussion darüber fortzusetzen, wie diese Entitäten gehandhabt werden sollten. Im vergangenen Jahr hat die Internationale Gesellschaft für Stammzellforschung eine historische Lockerung vorgenommen „14-Tage-Regel“ Das besagte, dass Forscher natürliche Embryonen nur 14 Tage lang im Labor züchten könnten, was es den Forschern ermöglicht, die Genehmigung für längere Studien zu beantragen. Menschliche Embryomodelle dürfen nicht in eine Gebärmutter implantiert werden.
„Die Maus ist ein Ausgangspunkt, um darüber nachzudenken, wie man das beim Menschen angehen will“, sagt Alex Meissner, Stammzellbiologe am Max-Planck-Institut für molekulare Genetik. „Es ist nicht nötig, beunruhigt zu sein oder Panik zu schüren, aber … wie wir lernen, ist es wichtig, parallel die Diskussion zu führen: Wie weit wollen wir es bringen?“
Hanna sagte, seine Hoffnung sei, dass die Technologie nicht als Ersatz für die Reproduktion eingesetzt werden könne, sondern als Möglichkeit, synthetische menschliche Embryomodelle zu erstellen, die zu Vorläufern von Organen führen könnten, die untersucht und möglicherweise therapeutisch eingesetzt werden könnten.
Seit Jahrzehnten besteht die große Hoffnung für die Stammzellentherapie in der Reparatur des körpereigenen Gewebes. Stammzellen können sich zu jedem Gewebe oder Organ entwickeln, daher war das Potenzial, diese Zellen zu verwenden, um Rückenmarksverletzungen zu heilen, beschädigte Herzen zu flicken oder Diabetes zu heilen, verlockend. Aber die Umwandlung dieser Zellen in komplexes, funktionierendes Gewebe war eine Herausforderung. Hannas Hoffnung ist, dass die Beobachtung dieses Prozesses während der frühen Entwicklung wichtige Hinweise liefern wird.
„Unser Ziel ist es nicht, außerhalb der Gebärmutter schwanger zu werden, egal ob es sich um Mäuse oder irgendeine Art handelt“, sagte Hanna. „Wir haben wirklich Schwierigkeiten, Organe herzustellen – und um Stammzellen zu Organen zu machen, müssen wir lernen, wie der Embryo das macht. Wir haben damit angefangen, weil die Gebärmutter eine Black Box ist – sie ist nicht durchsichtig.“
Hanna hat ein Unternehmen gegründet, Renewal Bio, das plant, die Technologie therapeutisch einzusetzen. Eine mögliche Verwendung wäre, einer Frau mit Fruchtbarkeitsproblemen Hautzellen zu entnehmen, diese Zellen neu zu programmieren, um Stammzellen zu erzeugen und dann synthetische Embryomodelle zu züchten, die zur Produktion von Eiern verwendet werden könnten.