Ein neues „embryoähnliches“ Modell, das im Labor unter Verwendung von Stammzellen entwickelt wurde, hat es Wissenschaftlern erstmals ermöglicht, die frühesten Stadien der menschlichen Entwicklung zu beobachten.
Forscher der Universität Cambridge und des Hubrecht-Instituts in den Niederlanden, die das Modell erstellt haben, sagten, dass ihr neues System bestimmte Schlüsselmerkmale eines 20 Tage alten menschlichen Embryos nachahmt, aber nicht das Potenzial hat, sich zu einem voll ausgebildeten Embryo zu entwickeln .
Sie glauben, dass ihre Arbeit dazu beitragen könnte, die Ursachen von Geburtsfehlern und anderen medizinischen Problemen wie Unfruchtbarkeit und Fehlgeburten aufzuklären.
Bisher wurde diese Art der menschlichen Embryonalentwicklung aufgrund ethischer Einschränkungen bei der Verwendung menschlicher Embryonen in der Forschung nicht direkt beobachtet.
Dies liegt daran, dass die Forschung an menschlichen Embryonen, die im Vereinigten Königreich nur unter einer Lizenz durchgeführt werden kann, eine 14-tägige Sperrfrist hat und es derzeit illegal ist, sie in einer Laborumgebung länger als zwei Wochen nach der Befruchtung am Leben zu erhalten. P>
Die Forscher sagten, dass ihr embryoähnliches Modell, das nur 72 Stunden alt ist, keine Gehirnzellen oder Gewebe enthält, die für die Implantation in die Gebärmutter benötigt werden, und daher den aktuellen ethischen Standards entspricht.
Die Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Nature , wurde von der Ethikkommission der University of Cambridge überprüft und genehmigt.
Dr. Naomi Moris von der Abteilung für Genetik der Universität Cambridge und Erstautorin des Berichts sagte:„Dies ist ein äußerst aufregendes neues Modellsystem, das es uns ermöglichen wird, die Prozesse der frühen menschlichen Embryonalentwicklung im Labor aufzudecken und zu untersuchen zum ersten Mal.
„Unser System ist ein erster Schritt zur Modellierung der Entstehung des menschlichen Körperbauplans und könnte sich als nützlich erweisen, um zu untersuchen, was passiert, wenn etwas schief geht, beispielsweise bei Geburtsfehlern.“
In frühen Entwicklungsstadien, wenn der menschliche Embryo nur eine Ansammlung von Zellen ist, faltet er sich zu einer dreischichtigen Struktur zusammen, ein Vorgang, der als Gastrulation bekannt ist.
Diese Schichten bilden später verschiedene Gewebetypen, die im menschlichen Körper vorhanden sind.
Der Prozess der Gastrulation beginnt normalerweise etwa 14 Tage nach der Befruchtung, daher konnten Wissenschaftler die Mechanismen dieses Prozesses nicht beobachten.
Es wird angenommen, dass Geburtsfehler während dieser entscheidenden Entwicklungsphase entstehen.
Die Forscher beobachteten die Gene, die in ihrem drei Tage alten „Gastruloid“-Modell exprimiert wurden.
Sie fanden „eine klare Signatur“ der Prozesse, die wichtige menschliche Körperteile wie Brustmuskeln, Knochen und Knorpel hervorbringen.
Obwohl bereits ähnliche Tiermodelle entwickelt wurden, sagten die Forscher, dass bestimmte Medikamente, die bei Tiermodellen funktionieren, für Menschen möglicherweise nicht nützlich sind.
Zum Beispiel sagten sie, dass das Medikament gegen Morgenübelkeit Thalidomid klinische Studien nach Tests an Mäusen bestand, aber schwere Geburtsfehler bei Menschen verursachte.
Aus diesem Grund ist es wichtig, bessere Modelle der menschlichen Entwicklung zu entwickeln, fügten die Forscher hinzu.
Professor Robin Lovell-Badge, ein hochrangiger Gruppenleiter und Leiter des Labors für Stammzellbiologie und Entwicklungsgenetik am Francis Crick Institute, kommentierte die Forschung und sagte, dass es zwar ein robustes Modell für „diese ziemlich mysteriöse Periode der menschlichen Embryonalentwicklung“ sei. Um zu verstehen, warum die Dinge so falsch sind, muss das Gastruloid-Modell der Forscher validiert werden, was möglicherweise die Gewinnung von Embryonen erfordert, die für die IVF-Behandlung überzählig sind und „in Großbritannien und vielen anderen Ländern aus rechtlichen Gründen nicht durchgeführt werden können, da dies passieren würde das 14-Tage-Limit“.
Prof. Lovell-Badge sagte:„Wenn das Gesetz jedoch geändert würde, könnten sogar einige solcher kultivierten Embryonen ausreichen, um das Modell zu validieren.
„Bis dahin wird es in dieser kritischen, aber verborgenen Zeit immer Zweifel an diesem oder anderen Modellen der menschlichen Entwicklung geben.“