Wissenschaftler in China sagen diese Woche, dass sie eine Premiere in der Biotechnik vollbracht haben: die Schaffung embryoähnlicher Strukturen aus Affenstammzellen. Die Strukturen wurden in weibliche Ersatzaffen implantiert und wuchsen kurz, wurden aber nicht zu lebensfähigen Föten. Die Forschung könnte uns schließlich helfen, die frühesten Momente der menschlichen Entwicklung besser zu verstehen und wie sie schief gehen kann, sagen die Autoren der Studie.

In den letzten Jahren sind Wissenschaftler der Schaffung ganzer „synthetischer“ Embryonen näher gekommen, d. h. solchen, die ohne die typische Befruchtung einer Eizelle durch Spermien produziert werden. Letztes Jahr zwei Mannschaften gesondert angekündigt dass sie solche Embryonen aus Maus-Stammzellen erzeugt hatten. In einer Studie überlebten die Embryonen bis zu achteinhalb Tage und entwickelten sogar die Anfänge eines Gehirns und eines schlagenden Herzens (typische Schwangerschaftsdauer bei Mäusen beträgt 20 Tage).

Obwohl Mäuse viele Ähnlichkeiten mit Menschen haben, gibt es wesentliche Unterschiede in ihrer Entwicklung im Mutterleib im Laufe der Zeit. Es ist möglich, dass eines Tages synthetische menschliche Embryonen hergestellt werden könnten, aber weithin befolgte Forschungsrichtlinien würden einschränken, wie lange diese Embryonen jemals gezüchtet werden könnten (diese Regeln könnten bald weniger streng an vielen Stellen). Die Wissenschaftler hinter dieser Studie, veröffentlicht Donnerstag in der Zeitschrift Cell Stem Cell glauben, dass die Schaffung und Untersuchung ähnlicher Strukturen, die von unseren Verwandten der Primaten stammen, einige dieser ethischen Bedenken umgehen könnte.

Ähnlich wie die Forschung mit Mäusen stützte sich diese Arbeit auf embryonale Stammzellen, um embryoähnliche Strukturen zu schaffen, die Cynomolgus-Affen entnommen wurden, die auch als krabbenfressende Makaken bekannt sind. Mit einer Mischung aus Wachstumsfaktoren im Labor brachten sie die Stammzellen dazu, sich zu Blastoiden, der synthetischen Version einer Blastozyste, anzuordnen: das frühe Entwicklungsstadium, in dem der Embryo ein beerenartiger Ball aus Zellen ist (beim Menschen dies geschieht etwa fünf Tage nach der Befruchtung).

Im Labor, sagen die Autoren der Studie, erreichten die Strukturen die nächste Entwicklungsstufe, die sogenannte Embryonalscheibe, in der sich die Zellen in den Embryo und äußere Teile zu differenzieren begannen, die ihn schützen und ernähren würden, einschließlich des Dottersacks. Gentests ergaben auch, dass diese Zellen der natürlich produzierten Art zu ähneln schienen.

Sie beschlossen dann, die Blastoiden in acht Ersatzaffen zu übertragen. Nach den Worten der Forscher „erreichten“ drei dieser Affen dadurch erfolgreich eine „Schwangerschaft“. Die Affen erlebten ähnliche Hormonschwankungen, die schon früh in der Trächtigkeit beobachtet wurden, und die embryoähnlichen Strukturen entwickelten frühreife Säcke (bei Menschen ist dieser Sack einige Wochen nach der Empfängnis im Ultraschall sichtbar). Das Wachstum hörte jedoch an diesem Punkt auf und die Strukturen verschwanden schließlich nach etwa einer Woche.

„Diese Forschung hat ein embryoähnliches System geschaffen, das auf unbestimmte Zeit induziert und kultiviert werden kann“, sagte der Studienautor Quian Sun, ein Forscher an der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, in einer von der Tsinghua-Universität und der Universität der Chinesischen Akademie der Wissenschaften veröffentlichten Erklärung. „Es bietet neue Werkzeuge und Perspektiven für die anschließende Erforschung von Primatenembryonen und die reproduktive medizinische Gesundheit.“

Das Team plant, seine Methode weiter zu verfeinern. Vor allem aber sagen sie, dass ihre Strukturen nicht zur vollen Entfaltung fähig sind. Aber es ist möglich, dass diese Kreationen es uns ermöglichen, die Entwicklung zu untersuchen, ohne die ethischen und praktischen Herausforderungen, sich auf natürlich gewonnene Embryonen von Tieren oder Menschen zu verlassen, argumentieren sie. Und diese Forschung könnte sich später in vielerlei Hinsicht auszahlen.

„Da Affen evolutionär eng mit Menschen verwandt sind, hoffen wir, dass die Untersuchung dieser Modelle unser Verständnis der menschlichen Embryonalentwicklung vertiefen wird, einschließlich Aufschluss über einige der Ursachen früher Fehlgeburten“, sagte Studienautor Zhen Liu, ebenfalls von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, in einer Erklärung.