Was sind „synthetische Embryonen“ und warum stellen Wissenschaftler sie her?

Ein Team der Universität Cambridge hat angekündigt, die ersten menschlichen „synthetischen Embryonen“ herzustellen – embryoähnliche Strukturen aus Stammzellen – und sie bis zu einem Alter heranwachsen zu lassen, das knapp über 14 Tagen entspricht, der gesetzlichen Grenze für die Untersuchung natürlicher Embryonen im Vereinigten Königreich. Die Arbeit könnte Forschern dabei helfen, die Ursachen früher Fehlgeburten zu untersuchen und zu verstehen, wie sich Organe entwickeln. Einige Wissenschaftler möchten jedoch die Vorschriften für diesen Bereich verschärfen.

Was sind synthetische Embryonen?

Der Begriff ist etwas irreführend, da diese Strukturen nicht wirklich synthetisch sind und auch nicht genau mit Embryonen identisch sind. Sie ähneln frühen Embryonen, einem winzigen Zellklumpen, der aus einem Spermium entsteht, das eine Eizelle befruchtet, aber aus im Labor gezüchteten Stammzellen entstanden sind.

Diese Strukturen wurden nicht vollständig synthetisch hergestellt, da die Stammzellen ursprünglich von einem Embryo stammten, und sie scheinen bestimmte Unterschiede zu natürlich gebildeten Embryonen aufzuweisen. Manche bezeichnen diese Entitäten daher lieber als stammzellbasierte Embryomodelle.

Wie groß ist das für ein Vorschuss?

Bis vor Kurzem wurden jedoch nur synthetische Embryonen von Tieren wie Mäusen und Affen hergestellt Magdalena Zernicka-Goetz an der Universität Cambridge hatte dies öffentlich gemacht die Entwicklung ihrer menschlichen Äquivalente. Am 14. Juni gab sie bekannt, dass ihr Team die menschlichen Versionen so weit entwickelt habe, dass sich ein echter Embryo einnisten könne Sie gelangen in die Gebärmutter und beginnen mit der Entwicklung verschiedener Gewebe, einschließlich der Vorläuferzellen der Zellen, die später Spermien und Eizellen bilden.

„Bei echten Embryonen ist das so [is equivalent to] eine Etappe zwischen Tag 7/8 und Tag 14“, sagt Żernicka-Goetz. Sie präsentierte ihre Arbeit auf der Jahrestagung der International Society for Stem Cell Research in Boston, Massachusetts, wie von berichtet Der Wächterhat den vollständigen Bericht jedoch noch nicht in einem von Experten begutachteten Artikel veröffentlicht

Warum synthetische Embryonen herstellen?

Ein Grund dafür ist, dass sie in unbegrenzter Anzahl hergestellt werden können, während überschüssige IVF-Embryonen, die in der frühen Entwicklungsforschung verwendet werden, Mangelware sind. Alle Embryonen einer Charge, die aus denselben Stammzellen hergestellt wurden, sind außerdem mehr oder weniger genetisch identisch, was für die Untersuchung ihrer Reaktion auf unterschiedliche Versuchsbedingungen von großem Nutzen ist. Es ist auch schneller und einfacher, in einer Schale gezüchtete Stammzellen genetisch zu verändern, um die Funktionen verschiedener Gene zu verstehen.

Irgendwelche weiteren Vorteile?

Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass in den meisten Ländern – einschließlich Großbritannien und den USA – in einer Schale untersuchte natürliche Embryonen nach 14 Tagen zerstört werden müssen, um ethische Probleme bei der Arbeit mit etwas zu vermeiden, das unter bestimmten Umständen zu einem Fötus heranwachsen könnte. Diese Regeln gelten nicht für synthetische Embryonen, sodass Forscher die Embryonenentwicklung länger untersuchen könnten.

Sollten wir neue Regeln für synthetische Embryonen erlassen?

Diese werden im Vereinigten Königreich bereits ausgearbeitet, anderswo, auch nicht in den USA, wurde jedoch nichts angekündigt. Im Vereinigten Königreich haben Wissenschaftler wie Żernicka-Goetz gemeinsam mit Rechtsexperten, Patientenvertretern und Ethikern eine Arbeitsgruppe gebildet, um zu diskutieren, welche neuen Regeln gelten sollen. Die Gruppe hat der britischen Behörde für menschliche Befruchtung und Embryologie Empfehlungen vorgelegt, die die Forschung mit natürlichen Embryonen reguliert und wahrscheinlich die Verantwortung für synthetische Embryonen übernehmen wird.

Die politischen Entscheidungsträger könnten erwägen, einen Grenzwert festzulegen, der auf dem Entwicklungsstadium basiert, das der synthetische Embryo erreicht hat, und nicht auf einer bestimmten Frist wie der 14-Tage-Regel, heißt es James Briscoe am Francis Crick Institute in London. „Vielleicht wird die Schwelle die Bildung eines bestimmten Organsystems sein.“

Was würde passieren, wenn synthetische Embryonen in eine Gebärmutter übertragen würden?

Wir wissen es nicht, weil es noch nie gemacht wurde und es illegal wäre. Tierversuche eines chinesischen Teams legen jedoch nahe, dass dies nach dem derzeitigen Stand der Forschung nicht zu einer Schwangerschaft führen würde. Als synthetische Embryonen von Affen erzeugt und auf acht Weibchen übertragen wurden, schien bei drei der Individuen eine Schwangerschaft zu beginnen. aber nach ein paar Tagen scheiterten die Schwangerschaftenwurde im April berichtet.

Dies kann daran liegen, dass synthetische Embryonen nicht mit natürlichen identisch sind. „Wir können nicht davon ausgehen, dass sie die menschliche Embryonalentwicklung vollständig rekapitulieren“, sagt er Roger Sturmey an der Hull York Medical School, Großbritannien.

Wie könnten synthetische Embryonen zum Fortschritt der Medizin beitragen?

Sie sollen uns helfen, mehr über die frühe Embryonalentwicklung zu verstehen. Wir können zu keinem Zeitpunkt der Schwangerschaft genau sehen, was in der Gebärmutter vor sich geht, und die 14-Tage-Regel verhindert, dass menschliche Embryonen nach diesem Stadium im Labor untersucht werden. „Dieser Zeitraum ist eine Black Box“, sagt Sturmey.

Das Wissen über diesen Prozess kann Aufschluss darüber geben, was schief geht, wenn es in frühen Schwangerschaften zu Fehlgeburten kommt. Es könnte uns auch helfen zu verstehen, wie embryonale Organe entstehen und wachsen, was eines Tages dazu führen könnte, dass Ärzte im Labor Organe für Transplantationen züchten können.