Künstliche embryoartige Struktur aus einzelner Mauszelle hergestellt

„Die reifen EPS-Aggregate, sogenannte Blastoide, zeigen eindrucksvoll, dass mehrere Wege der Embryogenese möglich sind. Trotzdem muss es aber einen Grund geben, warum sich in der Evolution die Verschmelzung von Eizelle und Spermium als Hauptweg etabliert hat. Die in der aktuellen Publikation gezeigte Entwicklungsfähigkeit der Blastoiden bezieht sich vor allem auf die prä-implantative Entwicklung, die sehr beeindruckend ist. Für mich ist jedoch Vorsicht geboten, wenn die Dezidualisierung des Endometriums (Aufbau der Gebärmutterschleimhaut, sodass sich die Blastozyste einnisten kann; Anm. d. Red.) als in vivo-Marker des Entwicklungspotenzials genannt wird, da sogar exogene Faktoren (Tropfen von Sesamöl) in der Maus eine Art von Dezidualisierung des Endometriums hervorrufen [1].“

„Die Blastoiden sind zwar analog, aber nicht homolog zu den natürlichen Embryonen (mit Eizelle als Quelle) – das muss uns bewusst sein. Ich bin mir nicht so sicher, ob sie in der nahen Zukunft Auskunft über die natürliche Entwicklung geben können.“

„Die Realisierbarkeit von SHEEFs (synthetic human entities with embryo-like features; Anm. d. Red.) halte ich für durchaus gegeben. Mit der Aussage, ‚volle Funktionsfähigkeit‘ wäre ich trotzdem vorsichtig, weil der Goldstandard für den Beweis immer noch die Geburt ist. Dieses Ziel ist definitiv noch nicht erreicht. Unter den Säugetieren entwickelt sich die Maus vergleichsweise rasch – etwa vier Tage bis zur Einnistung, dann noch etwa 15 Tage bis zur Geburt. In der Mausentwicklung muss deswegen alles perfekt abgestimmt und schnell sein. Würde dabei ein Fehler passieren, könnte das das Ende des sich entwickelnden Embryos bedeuten. In anderen Säugetierarten dauert die Entwicklung zehnmal so lange wie bei der Maus, sodass Fehler korrigiert werden können. Aus meiner Sicht könnte ein langsameres Tempo – wie beim Menschen – rein theoretisch die Entwicklung von synthetischen Embryonen aus EPS-Zellen begünstigen.“

„In der Praxis ist die Erzeugung synthetischer Mausembryonen sehr beeindruckend. Dennoch muss man sagen, dass natürliche Embryonen für die Beantwortung von Forschungsfragen bisher deutlich überlegen sind. Wenn stattdessen jemand synthetische Humanembryonen schaffen wollte, wäre es für mich ethisch nicht vertretbar. Ich bin der Meinung, dass synthetische Humanembryonen nicht nur ethisch höchstproblematisch wären, sie würden womöglich auch zum Aufgeben von Tierversuche zugunsten menschlicher Versuche führen. Das halte ich für leichtsinnig.“

Auf die Frage, inwiefern die Forscher tatsächlich zeigen können, dass sich der künstliche Embryo aus einer einzelnen EPS-Zelle entwickelt:
„Mir bleiben da Zweifel, da am Anfang des Verfahrens die einzelnen EPS-Zellen von anderen EPS-Zellen unterstützt wurden, bevor letztere selektiv eliminiert wurden. Nach wie vor ist also nur die Eizelle totipotent.“

„Die Blastoiden und ihre starke Ähnlichkeit zu den echten Embryonen ist für mich sehr überzeugend. Trotzdem ist zu beachten, dass die Blastoiden unter Kulturbedingungen gewachsen sind, die einer normalen Entwicklung nicht ganz entsprechen, da eine 1:1 Mischung von Embryo- und Stammzellmedium verwendet wurde. Wenn sich die Embryonen vollständig in Embryomedium entwickeln würden, dann wäre ich völlig überzeugt.“

„Im Gegensatz zu den Blastoiden sind für mich die post-implantativen Strukturen ein Fall für die Pareidolie (Wikipedia definiert: ‚das Phänomen, in Dingen und Mustern vermeintliche Gesichter und vertraute Wesen oder Gegenstände zu erkennen‘). Die Blastoiden mögen sich zwar eingenistet haben, deren post-implantative Morphologie ist aber stark missgebildet.“

„In der bisherigen Diskussion wurde durchaus vernachlässigt, dass die EPS-Aggregate aus Zellen stammen, die keine bekannte maternale Strukturen haben, wie zum Beispiel Polaritäten und Gradienten der Eizelle. Außerdem haben die Blastoiden auch keine Zona Pellucida (eine Art Schutzhülle der Eizelle, die unter anderem vorzeitiges Einnisten verhindert; Anm. d. Red.). Daher ist die Bedeutung dieser maternalen Strukturen entweder für die normale Entwicklung überschätzt worden, oder es fehlt den EPS-Aggregaten etwas wichtiges. Dieses könnten mitunter Gründe sein, warum die synthetischen Embryonen sich nicht vollständig entwickeln.“

„Nachdem die ersten EPS-Stammzellen (expanded potential stem cells) bei der Maus etabliert wurden, wurde offenbar, welch großes Potential die Zellen haben. Die EPS-Zellen werden aus normalen Embryonen gewonnen, bekommen aber durch die Kultivierung in einer bestimmten Nährlösung eine einzigartige Fähigkeit; im Vergleich zu den normalen embryonalen Stammzellen haben die EPS-Stammzellen nämlich die Fähigkeit, sich nicht nur in alle drei Keimblätter der Embryonalentwicklung (Endoderm, Ektoderm und Mesoderm), sondern auch in extraembryonales Gewebe, den sogenannten Trophoblasten – aus dem letztlich die Plazenta entsteht – zu entwickeln. Deshalb ist es nicht wirklich überraschend, dass es jetzt Li et al. gelungen ist, aus den EPS-Zellen eine Embryo-ähnliche Struktur sogenannte ‚EPS-Embryonen‘ zu generieren.“

„Die Etablierung von entwicklungsfähigen embryoähnlichen Strukturen in vitro – also in der Petrischale – bei der Maus ist an sich nicht neu. In den vergangenen Jahren haben verschiedene Arbeitsgruppen, unter anderem von Magdalena Zernicka-Goetz und Niels Geijsen‚ ebenfalls ähnliche Arbeiten beschrieben [2][3][4]. Für die Erstellung solcher embryoähnlichen Strukturen wurden entweder zwei (embryonale Stammzellen aus denen ein Embryo entsteht und Trophoblast-Stammzellen aus denen die Plazenta gebildet wird) oder sogar drei verschiedenen Zelllinien (embryonalen Stammzellen, Trophoblast-Stammzellen und extraembryonale Endodermzellen, die den Dottersack bilden) gemeinsam kultiviert.“

„Die hier diskutierte neue Studie von Li et al. stellt einen wichtigen Fortschritt dar, und zeigt, dass es möglich ist, embryoähnliche Strukturen aus nur einem Stammzelltyp zu generieren. Die wichtigen neuen Erkenntnisse sind, dass die EPS-Embryonen nicht nur aus EPS-Zellen, sondern auch aus induzierten erweiterten pluripotenten Zellen (iEPS-Zellen), die von Fibroblasten der Maus stammen, generiert wurden.“

„Es ist zu erwarten, dass im nächsten Schritt entsprechende Experimente auch mit Schweine-EPS-Zellen durchgeführt werden. Ich sehe ein großes Potenzial der EPS-Embryonen in der Nutztierforschung, da sich hiermit neben molekularen und zellulären Grundlagen der Embryonalentwicklung auch Entwicklungsstörungen sowie die Mechanismen der Embryo-Einnistung in der Petrischale erforschen lassen. Außerdem wäre es zusammen mit modernen Methoden des Genome Editings vorstellbar, schon in vitro verschiedene Krankheitsmodelle zu etablieren und potenzielle neue Therapie zu entwickeln.“

„Nachdem die menschlichen EPS-Zelllinien etabliert wurden, kann ich mir auch vorstellen, dass methodisch ähnliche Ergebnisse auch beim Menschen erreicht werden könnten. Die Frage ist nicht, ob es machbar wäre, sondern inwieweit solche menschlichen Embryomodelle in der Forschung verwendet werden dürften und welche Anwendungen ethisch überhaupt akzeptabel wären. Das kann ich leider nicht beantworten.“

„Die Autoren beschreiben, dass es möglich ist, aus einer einzelnen EPS-Zelle der Maus in vitro eine embryoähnlichen Struktur zu entwickeln. Allerdings ist das nur gelungen, wenn am Anfang die einzelne EPS-Zelle von zehn anderen EPS-Zellen, sogenannten Helferzellen, unterstützt wurde. Die Helferzellen wurden dann aber innerhalb der ersten 24 Stunden kontinuierlich eliminiert.“

„Dass die in vitro erzeugten EPS-Embryonen den natürlichen Embryonen ähneln, konnten Li et al. in mehreren wichtigen Experimenten beweisen. Die EPS-Embryonen sind morphologisch von normalen Embryonen nicht zu unterscheiden. Die Genexpression der in vitro erzeugten EPS-Embryonen ähnelt der Genexpression von natürlichen Mausembryonen. Die Autoren haben auch den Beweis geliefert, dass die EPS-Embryonen in der Lage sind, sich in vitro zu entwickeln und sich in die Gebärmutter einzunisten. Letztendlich wäre es interessant, abzuklären, inwieweit die EPS-Embryonen in der Lage sind sich über das Stadium der Einnistung hinaus weiterzuentwickeln und funktionsfähige Feten zu bilden.“