Der allererste „synthetische Embryo“, der vollständig aus Stammzellen von Mäusen entwickelt wurde

Wissenschaftler haben einen synthetischen Mausembryo nur mithilfe von Stammzellen gezüchtet. Sie verließen sich nicht auf befruchtete Eizellen, die als Voraussetzung für die Entwicklung eines Embryos gelten. Forscher des Weizmann Institute of Science haben frühere Fortschritte in ihrem Labor genutzt. Dazu gehörte eine effiziente Methode, um Stammzellen wieder in den naiven Zustand zurückzuprogrammieren, und das andere war ein elektronisch gesteuertes Gerät, das für die Züchtung natürlicher Mausembryos außerhalb der Gebärmutter gebaut wurde. Die vorherige Forschung hatte es ihnen ermöglicht, erfolgreich einen natürlichen Mausembryo herzustellen, aber in der neuen Forschung konzentrierten sie sich auf die Entwicklung seiner synthetischen Version.

Sie kultivierten jahrelang Mausstammzellen in einer Petrischale und fuhren fort, synthetische Embryonen zu züchten, ohne Spermien oder Eier zu verwenden. Damit konnten sie die Probleme umgehen, die mit der Verwendung natürlicher Embryonen in der Biotechnologie und Forschung verbunden sind.

Das Team trennte die Stammzellen zunächst in drei Gruppen, bevor sie sie in das Gerät einlegten. Während eine Gruppe von Stammzellen ungestört blieb, wurden die anderen beiden 48 Stunden lang vorbehandelt, um eine der beiden Arten von Genen, die Hauptregulatoren der Plazenta oder des Dottersacks, zu überexprimieren. „Wir haben diesen beiden Zellgruppen einen vorübergehenden Schub gegeben, um extraembryonale Gewebe hervorzubringen, die den sich entwickelnden Embryo erhalten“, erklärte Professor Jacob Hanna von Weizmanns Abteilung für Molekulargenetik. Er ist der Hauptautor der Studie, die in veröffentlicht wurde Zelle.

Nach dem Zusammenmischen der Gruppen konnten sich viele von ihnen nicht entwickeln, aber einige schafften es, Kugeln zu bilden und sich später zu einer embryoähnlichen Struktur zu entwickeln. Die Forscher beobachteten, wie sich die Plazenta und die Dottersäcke außerhalb des Embryos bildeten und das Modell sich wie ein natürlicher Embryo entwickelte.

Diese synthetischen Embryonen wuchsen normal bis Tag 8.5, wenn die frühen Organvorläufer wie Herzschlag, Blutstammzellzirkulation, ein Neuralrohr und Darmtrakt gebildet werden.

Das Team will nun untersuchen, wie sich Stammzellen selbst zu Organen zusammensetzen und in einem Embryo funktionieren. Sie hoffen auch, dass das neu entdeckte Modell als Quelle für Zellen, Organe und Gewebe zur Transplantation dienen könnte.