Wissenschaftler verwenden Stammzellen, um Modelle menschlicher Embryonen zu erstellen und unsere frühesten Tage zu untersuchen

Wissenschaftler haben Embryonenmodelle entwickelt, um die Geheimnisse der frühen menschlichen Entwicklung, die medizinischen Probleme vor der Geburt und die Gründe für das Scheitern vieler Schwangerschaften zu erforschen.

Diese Modelle bestehen aus Stammzellen, nicht aus Eizellen und Spermien, und können nicht zu Babys heranwachsen.

„Sie sind vollständig genug, um ein Bild davon zu vermitteln, was im Embryo während der Schwangerschaft passieren kann, aber sie sind nicht so vollständig, dass man sie tatsächlich für die Fortpflanzung verwenden könnte“, sagte Insoo Hyun, ein Ethiker und Direktor für Biowissenschaften im Bostoner Museum of Science. „Es wird einfach nicht funktionieren.“

Die Verwendung von Modellen vermeide auch die Kontroverse um die Verwendung echter Embryonen in der Forschung, sagte er.

Mehrere Gruppen arbeiten an der Forschung. Teams mit Forschern aus den USA und England teilten ihre Arbeit in zwei Studien, die am Dienstag in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurden. Andere Wissenschaftler in Israel und China veröffentlichten Anfang des Monats Studien zu ihrer Arbeit, die noch nicht von Fachkollegen überprüft wurden.

Politische Cartoons

Während frühere Modelle Präembryonen nachahmten, modellieren die neuesten Modelle laut Hyun einen Embryo, nachdem er sich in der Gebärmutter implantiert hat. Echte menschliche Embryonen können in diesem Stadium äußerst schwer zu erkennen sein, da sie sich in die Gebärmutter eingraben. Die Modelle jedes Teams unterscheiden sich in den verwendeten Techniken und in ihrer Vollständigkeit, sagte er, wobei einige nicht nur den Embryo, sondern auch die Anfänge der Plazenta und des Dottersacks widerspiegeln.

Für diese Art von Modellen verwenden Wissenschaftler eine Art Stammzelle, die sich zu vielen verschiedenen Arten von Zellen oder Geweben im Körper entwickeln kann. Sie können aus Embryonen stammen oder aus erwachsenen Geweben umprogrammiert werden.

Die Autoren eines Nature-Artikels beschrieben Modelle, die neun bis 14 Tage nach der Befruchtung menschlichen Embryonen ähneln.

„Wenn wir diesen Zeitraum experimentell modellieren können, können wir endlich damit beginnen, Fragen darüber zu stellen, wie die menschliche Entwicklung in den sehr frühen Stadien abläuft, die normalerweise im Körper der Mutter verborgen sind“, sagte Autorin Berna Sozen, die an der University of Southern California Entwicklungsstammzellbiologie studiert Yale Universität.

Wissenschaftler werden auch in der Lage sein, Embryonalversagen, Entwicklungsstörungen und Schwangerschaftsverluste zu untersuchen, sagte Sozen. „Zu diesem Zeitpunkt verstehen wir nicht, wie es schiefgehen kann“, sagte sie.

In der anderen Nature-Veröffentlichung sagten Magdalena Zernicka-Goetz, Expertin für Stammzellbiologie am California Institute of Technology und der University of Cambridge in England, und Kollegen, dass ihr Modell die Entwicklung bis zu 14 Tage nach der Befruchtung widerspiegele. Dieses Modell enthält embryonale Gewebe und Gewebe, die den Embryo umgebende Strukturen wie die Plazenta und den Dottersack bilden können.

Jacob Hanna vom Weizmann Institute of Science in Israel, Autor einer noch zu prüfenden Arbeit, sagte in einer E-Mail, dass das Modell seiner Gruppe auch die Entwicklung menschlicher Embryonen bis zum 14. Tag nach der Befruchtung widerspiegelt. Er sagte, dass die Strukturen alle embryonalen Membranen sowie Membranen außerhalb des Embryos umfassen.

Zernicka-Goetz sagte, dass menschliche Embryonenmodelle künftig dazu genutzt werden könnten, die Auswirkungen von Umwelt und Chemikalien auf die frühe Entwicklung zu untersuchen. Sie könnten sogar zur Herstellung von Geweben für neue medizinische Behandlungen verwendet werden, sagte sie.

Sozen stellt sich auch vor, Medikamente an Embryomodellen zu testen und sie Keimen auszusetzen – Experimente, die an schwangeren Menschen nicht durchgeführt werden können.

Richtlinien der International Society for Stem Cell Research besagen, dass Wissenschaftler kein menschliches Embryomodell in eine menschliche oder nichtmenschliche Gebärmutter einsetzen dürfen. Die Gesellschaft hatte jahrzehntelang eine entsprechende „14-Tage-Regel“, die Forscher darüber orientierte, wie lange echte Embryonen im Labor gezüchtet werden können – die Gruppe empfahl, diese Regel unter begrenzten Umständen im Jahr 2021 zu lockern. Da es sich bei den Modellen jedoch nicht um Embryonen handelt, müssen sie Sie unterliegen nicht der Regel.

Experten sagten, einige in der Öffentlichkeit hätten eine falsche Vorstellung von diesen Modellen und glaubten, sie könnten Schwangerschaften hervorrufen. Doch wissenschaftliche Hürden verhindern dies. Beispielsweise entwickeln sie keine richtige Plazenta. Selbst in der Zukunft, während das Fachgebiet voranschreitet, gibt es Möglichkeiten, sich vor böswilligen Akteuren zu schützen, die möglicherweise versuchen möchten, Schwangerschaften aus Embryonenmodellen herbeizuführen, sagte Hyun, der auch Mitglied des Center for Bioethics der Harvard Medical School ist.

Der ethische Grund dafür, sie nicht zu vervollständigen, sei, sagte er, „der Sinn dieser Modelle besteht darin, die Embryo-Kontroverse zu vermeiden.“

Der AP-Videojournalist Havovi Todd steuerte aus London bei.

Die Gesundheits- und Wissenschaftsabteilung von Associated Press erhält Unterstützung von der Science and Educational Media Group des Howard Hughes Medical Institute. Für sämtliche Inhalte ist allein der AP verantwortlich.

Copyright 2023 The Associated Press. Alle Rechte vorbehalten. Dieses Material darf nicht veröffentlicht, ausgestrahlt, umgeschrieben oder weitergegeben werden.