Embryonenforschung : Zellmodell bildet menschliche Embryonalentwicklung ab

Forschung an Embryonen ist in Deutschland verboten. Embryonale Stammzellen könnten stattdessen als Modell dienen.

Elektronenmikroskopisches Falschfarben-Bild eines menschlichen Gastruloids
Foto: Naomi Moris

Mit menschlichen Stammzellen haben britische Wissenschaftler im Labor die frühe Embryonalentwicklung beim Menschen nachvollzogen. Ihr dreidimensionales Zellmodell entspricht etwa einem Embryo im Alter zwischen 18 und 21 Tagen, berichten sie im Fachmagazin „Nature“.

Das von den Wissenschaftlern als „Gastruloid“ bezeichnete Zellmodell bilde weder Gehirnzellen aus noch Zellen, die zur Einnistung in eine Gebärmutter dienen. Es könne sich nicht zu einem vollausgebildeten Embryo weiterentwickeln. Die Versuche seien aus ihrer Sicht deshalb ethisch unproblematisch.

Die Forschung an Embryonen oder embryonalen Stammzellen ist in vielen Ländern streng reguliert. In Deutschland ist die Erzeugung eines Embryos zu Forschungszwecken verboten. Arbeiten mit embryonalen Stammzellen sind unter bestimmten Bedingungen zulässig.

Die Zellen dürfen aus dem Ausland importiert werden, wenn sie dort vor dem 1. Mai 2007 aus Embryonen erzeugt wurden. In Großbritannien, Belgien und den Niederlanden ist Forschung an Embryonen bis zum Alter von 14 Tagen nach der Befruchtung erlaubt.

Veränderte Genaktivität

Was im Zeitraum nach diesen 14 Tagen bei der menschlichen Embryonalentwicklung passiere, sei weitgehend unklar, schreiben die Forscher um Naomi Moris von der britischen University of Cambridge in ihrem Beitrag.

Ab dann beginnt die sogenannte Gastrulation: Der Embryo bildet eine längliche Form mit einem vorderen und einem hinteren Ende aus. Die bis dato gleichförmigen Zellen entwickeln sich in unterschiedlich weiter und bilden die Grundlage der drei Keimblätter: Ektoderm, Mesoderm und Entoderm genannt. Aus diesen gehen später die Gewebe von Nervensystem, Muskulatur und Magen-Darm-Trakt hervor.

Um die Entwicklung im Labor nachzuvollziehen, behandelten die Wissenschaftler embryonale Stammzellen mit einer speziellen Chemikalie. Nach drei bis vier Tagen erreichten die Zellen die maximale Streckung.

Gleichzeitig änderte sich die Genaktivität in den unterschiedlichen Zellgruppen, berichten die Forscher. Dies spiegelt den unterschiedlichen Entwicklungsverlauf wider. Vergleiche mit Embryonen einer medizinischen Sammlung zeigten, dass die Gastruloide sich etwa im Entwicklungszustand eines 18 bis 21 Tage alten Embryos befanden.

Embryonal-Simulator

Mit Embryonen, die im Verlauf einer Schwangerschaft entstehen, seien die Zellmodelle dennoch nicht vergleichbar, betonen die Forscher. Sie vergleichen das Modellsystem mit einem Flugsimulator. Das sei zwar ein sehr anspruchsvolles Modell eines Flugzeugs, mit dem man eine Menge über das Fliegen und dabei auftretende Probleme lernen könne. Dennoch würde ein Flugsimulator niemals abheben und Passagiere oder Fracht transportieren.

Das Modell könne genutzt werden, um mehr über die menschliche Entwicklung und Fehlentwicklungen zu lernen. „Unser Modell ist ein erster Schritt hin zur Modellierung des menschlichen Bauplans und könnte helfen zu untersuchen, was passiert, wenn etwas während der Entwicklung schiefläuft“, erläutert Moris. (dpa)

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