Maus-Embryo aus Stammzellen

Erster Embryo aus Mäusestammzellen erzeugt

Britische Forscher berichten, dass sie einen wichtigen Meilenstein in der Stammzellenforschung und der Reproduktionsmedizin erreicht hätten. Die Erzeugung eines Embryos aus Mäuse-Stammzellen sei gelungen.

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Britische Wissenschaftler gelang es, murine, embryonale Stammzellen mit Plazenta-Stammzellen zu vermischen. In einem Gel entwickelten sich dreidimensionale Strukturen, die denen im Embryo während der Embryogenese ähnelten. Doch bis daraus ein gesundes Mäuse-Baby entsteht, ist es noch ein weiter Weg.

 

Embryonale Mäuse-Stammzellen + Plazenta-Stammzellen = Mäuseembryo?

Im Fachblatt Science erschien kürzlich ein Aufsehen erregender Artikel. Britische Forscher berichten, dass sie in der Petrischale murine, embryonale Stammzellen sowie Plazenta-Stammzellen vermischten. Das entstandene Zellgemisch wurde in ein Gel eingebracht. Dort entwickelten sich die Stammzellen zu einfachen, jedoch dreidimensionalen Strukturen, die denen eines echten Embryos stark ähneln.

Den Forschern gelang damit die Simulation des Startschusses für ein neues Leben. Befruchtet ein Spermium eine Oocyte, entsteht durch die Verschmelzung von Ei- und Samenzelle die Zygote. Die Zygote ist damit die Urstammzelle und beginnt sich zu teilen. Durch mehrere Zellteilungen entsteht die Morula und später die Blastozyste. Hier erfolgt eine erste Differenzierung in eine innere und eine äußere Zellschicht. Aus der inneren Zellschicht entwickelt sich der Embryo und aus der äußeren Zellschicht der Trophoblast. Aus seinen Zellen bilden sich nach der Einnistung die Plazenta sowie die Fruchthülle. Mit der ersten Differenzierung zur Blastozyste verlieren die Stammzellen allerdings ihre totipotenten Eigenschaften. Sie sind danach nur noch pluripotent, d. h. sie können sich nach wie vor in fast alle Gewebetypen ausdifferenzieren. Nur ein vollständiger Organismus kann von alleine aus ihnen nicht mehr entstehen. Dieses „Kunststück der Natur“ können nur totipotente Stammzellen vollbringen.

 

Nur wer die Embryogenese versteht, weiß auch, wann, wo und warum es zu Fehlgeburten kommt

Wissenschaftler interessieren sich genau für diese frühe Phase der Lebensentstehung, denn hier müssen alle Prozesse perfekt synchronisiert sein. Kleinste Fehler können schwere Auswirkungen haben, deswegen scheitern zwei Drittel aller Schwangerschaften des Homo sapiens in dieser ersten Phase. Forscher wollen daher verstehen, welche Faktoren zu Problemen führen und welche Bedingungen für ein gesundes Kind erfüllt sein müssen, um Fehlgeburten später einmal verhindern zu können.

Für die Erforschung der Embryogenese ist die Wissenschaft bislang auf Eizellspenden und Spenden von überzähligen Embryonen nach künstlichen Befruchtungen angewiesen. Aus ihnen lassen sich totipotente, embryonale Stammzellen gewinnen, wobei jedoch der Embryo Schaden nehmen kann. Daher ist diese Art der Gewinnung von embryonalen Stammzellen ethisch hoch umstritten und auch die Forschung an Embryonen stark reglementiert.

 

Zellkommunikation und Zellinteraktion der embryonalen Stammzellen sind wichtig für den Lebensstart

Das Wissenschaftsteam der University of Cambridge (Großbritannien) ging nun einen neuen Weg und hat womöglich eine Alternative gefunden. Laut Aussagen der Wissenschaftler entwickelte sich der Zellhaufen innerhalb von fünf Tagen von selbst zu unterschiedlichen Zelltypen weiter. Die Stammzellen begannen also offensichtlich, miteinander zu kommunizieren und ihre Strukturen selbst zu organisieren. Eine der so entstandenen Zellpopulationen hätte Herz, Knochen und Muskeln hervorgebracht. Aus einer anderen hätten sich Gehirn, Haut und Augen entwickeln können. Doch ganz so weit ließen es die Wissenschaftler nicht kommen. Das Experiment wurde nach sieben Tagen abgebrochen.

Es ist jedoch sehr unwahrscheinlich, dass sich aus dem Zellhaufen ein gesunder und lebensfähiger Embryo entwickelt würde. Dazu müssten weitere Stammzelltypen im Minimum eine Art Dottersack anlegen, um so die Versorgung des Embryos mit Nährstoffen sicherzustellen. Die Entwicklung einer Plazenta und Fruchtblase ist mit dieser Methode nicht möglich. Der Embryo hätte somit niemals zum Fötus heranwachsen können.

 

Begriff „Mäuseembryo“ ist noch zu hoch gegriffen

Forscherkollegen warnen daher davor, bereits von der Erschaffung eines Embryos zu sprechen. Sie weisen darauf hin, dass es sich defacto um Aggregate aus zwei Zelltypen handelte, die sich ebenso im Embryo wiederfinden ließen. Doch die Erschaffung eines „echten“ Embryos war auch gar nicht das Ziel der Cambridger Forscher.

Die Absicht des Experiments war von Anfang an klar umrissen. Es sollte auf keinen Fall Frankensteins Gruselkabinett geöffnet werden, um kleine Mäuse oder Menschen-Kinder außerhalb des Mutterleibs zu erschaffen. Die Wissenschaftler wollten lediglich die Entwicklung des Embryos bis zur Einnistung in die Gebärmutter besser verstehen. Die Verankerung in der Gebärmutterschleimhaut wird von Experten übrigens als Nidation bezeichnet.

In dieser sehr frühen Phase der Schwangerschaft gibt es bislang noch viele Geheimnisse, da sich der Embryo mittels Ultraschall erst Wochen später beobachten lässt. Doch bereits in den ersten Stunden und Tagen werden wichtige Weichen gestellt. Versteht man diese Schlüsselmomente in der Schwangerschaft besser, so ließe sich in Zukunft vielleicht so manche Fehlgeburt verhindern.

Bislang arbeiteten die Forscher mit Mäusestammzellen. Doch der Sprung hin zu humanen Stammzellen ist längst geplant. Mit Hilfe dieser Methode könnten auch einige Entwicklungsschritte in der menschlichen Embryogenese nachgestellt werden. Das Erzeugen und Zerstören von echten Embryos würde dann entfallen.

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