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Erstes synthetische Maus-Embryo gezüchtet: Ist das ethisch vertretbar?

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Von: Pamela Dörhöfer

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Die Forschenden arbeiteten mit verschiedenen Stammzelltypen von Mäusen. Getty
Die Forschenden arbeiteten mit verschiedenen Stammzelltypen von Mäusen. Getty © Getty Images

Der Erfolg eines amerikanisch-britischen Forschungsteam ist für die Wissenschaft sensationell. Er wirft jedoch ethische und rechtliche Fragen auf.

Was die Erfolge zweier Forschungsteams bei der Züchtung synthetischer Embryonen in letzter Konsequenz bedeuten, lässt sich nur schwer einschätzen: Ob sich daraus segensreiche Therapien ableiten lassen, ob sich im Fall einer Ausweitung der Experimente ethische Konflikte ergeben, welche rechtlichen Fragen auftauchen, ob möglicherweise die Tür aufgestoßen wird, irgendwann einmal künstlich Leben im Labor zu schaffen – man kann nur spekulieren.

Die nüchternen Fakten: Einem Team des California Institute for Technology (Caltech) und der Universität Cambridge (Großbritannien) ist es erstmals gelungen, synthetische, allein aus Stammzellen gewonnene Mäuse-Embryonen im Labor zu züchten – ohne Eizelle, ohne Befruchtung, ohne Gebärmutter. Über diesen Durchbruch nach rund zehnjähriger Forschungsarbeit berichtet die Arbeitsgruppe um die Entwicklungsbiologin Magdalena Zernicka-Goetz in einer gestern im Fachmagazin „Nature“ veröffentlichten Studie. Bereits Anfang August hatte ein Wissenschaftsteam aus Israel um Jacob Hanna in der Fachzeitschrift „Cell“ ebenfalls Fortschritte auf diesem Gebiet präsentiert.

Erstes synthetisches Maus-Embryo: Aus Kombination verschiedener Stammzelltypen erschaffen

Das gestern in „Nature“ vorgestellte Modell ahmte in vitro die frühesten Stadien der natürlichen Entwicklung von Mäuse-Embryonen vollständig nach; sie „interagierten und organisierten sich selbst“, erklärte Magdalena Zernicka-Goetz in einem Gespräch mit dem britischen Science Media Center (SMC). Erstmals gelang dieser Prozess bis zum 8,5. Tag und damit über das Stadium der Einnistung hinaus bis zur Organbildung. Eine Schwangerschaft bei einer Maus dauert rund drei Wochen. Der erreichte Zustand würde damit bei einem menschlichen Embryo bereits dem ersten Trimester der Schwangerschaft entsprechen. Theoretisch hätte sich der Embryo auch noch weiter entwickeln können, allerdings wäre dann eine synthetische Plazenta vonnöten gewesen, sagt Gianluca Amadei, einer der Studienautoren.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler schufen ihre synthetischen Embryonen aus einer Kombination verschiedener Stammzelltypen, die alle von Mäusen stammen. Dazu gehörten unter anderem embryonale Stammzellen, aus denen sich später sämtliche Zellformen des entstehenden Lebewesens bilden. Das von den Forschenden „ETiX“ genannte Embryomodell entwickelte im Laufe der achteinhalb Tage im Labor alle Gehirnregionen, ein Neuralrohr (embryonale Vorläuferstruktur des Nervensystems), ein schlagendes Herz und ein Darmrohr (Vorläufer des Gastrointestinaltrakts) aus.

Synthetisches Maus-Embryo erschaffen: Soll regenerative Medizin weiterbringen

Es war bereits vor der aktuellen Studie bekannt, dass embryonale Stammzellen in der Lage sind, auch außerhalb des Mutterleibs im Labor Strukturen zu bilden, die denen eines Embryos ähneln. Allerdings gelang es bei früheren Versuchen niemals, alle natürlichen Entwicklungsphasen früher Embryonen vollständig nachzuahmen. So schafften es bisherige Modelle nicht, den Prozess der Neurulation zu durchlaufen, bei dem das Neuralrohr gebildet wird, aus dem sich das Gehirn und das Rückenmark entwickeln.

Was bringt dieser Fortschritt der Wissenschaft? Die frühen Stadien der embryonalen Entwicklung seien „die schwierigsten und rätselhaftesten“, sagt Magdalena Zernicka-Goetz. „Durch solche Modelle lernen wir, sie besser zu verstehen“. Das gelte insbesondere für die Entwicklung des Gehirns. Deshalb könnten diese Erkenntnisse helfen, die regenerative Medizin weiterzubringen. Der an der Studie beteiligte Genetiker David Glover schränkt allerdings ein, dass es sich um „einen ersten Schritt hin zu potenziellen Anwendungen“ handele. Es seien „noch viele Hürden zu überwinden“.

Synthetisches Maus-Embryo gezüchtet: Experimente an menschlichen Embryonen in Deutschland verboten

Ob sich menschliche Stammzellen in einem vergleichbaren Experiment ähnlich verhalten würden, ist ungewiss. In Deutschland verbietet das Embryonenschutzgesetz bisher Experimente an menschlichen Embryonen. Wie synthetisch hergestellte Embryonen rechtlich einzuordnen sind, ist allerdings weltweit nicht geklärt. Bislang sind der Forschung mit menschlichen Embryonen zudem Grenzen durch die 14-Tage-Regel gesetzt, wonach Embryonen, die durch künstliche Befruchtung gewonnen wurden, allenfalls maximal bis zu zwei Wochen danach kultiviert werden dürfen. Allerdings hatte die Internationale Gesellschaft für Stammzellenforschung (ISSCR) im vergangenen Jahr empfohlen, diese Regel für bestimmte Fälle zu lockern.

In der Fachwelt werden die Studien des Caltech und der Universität Cambridge und auch die aus Israel als bedeutender Fortschritt bewertet. „Wir stehen zweifellos vor einer neuen technologischen Revolution“, sagt Lluis Montoliu vom Nationalen Zentrum für Biotechnolgie in Spanien. Die Ergebnisse hätten „enormes Potenzial“, er verglich sie mit der Geburt des Klonschafs Dolly.

Synthetisches Maus-Embryo: Forscher des Max-Planck-Instituts wirft ethische Fragen auf

Auch Michele Boiani vom Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin bezeichnet die Ergebnisse als „atemberaubend“, spricht aber auch ethische Fragen an. Bislang erlaubten die Richtlinien der ISSCR die Herstellung synthetischer menschlicher Embryonen, verböten aber deren Übertragung auf die Gebärmutter, was immer als die „wichtigste Barriere zur Verhinderung von höchst unethischen Experimenten galt“. Die Mäusestudien zeigten nun, dass die Übertragung auf die Gebärmutter unnötig sei, so würden die Richtlinien zu einem „zahnlosen Tiger“. Der Forscher fragt sich, wie weit die Organbildung im Labor im Vergleich zur Entwicklung in der Gebärmutter gehen kann. „Das ist meine Hauptfrage und Sorge. Zum Beispiel der Ansatz, dass allein aus Stammzellen rekonstruierte synthetische Embryonen das reproduktive Klonen von Menschen ermöglichen könnten, vor dem so viele von uns vor Jahren Angst hatten.“

Jesse Veenvliet vom Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik ist überzeugt, „dass die möglichen biomedizinischen Implikationen enorm sind“, sollte Ähnliches wie mit dem Mausmodell bei Menschen möglich sein. So könnten synthetische Modelle als Material für Transplantationen verwendet werden oder um Arzneimittel- und Embryo-toxikologische Tests durchzuführen. „Ich bin sicher, dass es einen Wettlauf um die Herstellung der ersten menschlichen Strukturen geben wird“, sagt der Forscher, weist aber auch auf Schwierigkeiten hin, die sich durch „entscheidende Unterschiede“ zwischen Mäusen und Menschen ergeben.

Synthetisches Maus-Embryo gezüchtet: Synthetische Embryonen haben „kein organismisches Potenzial“

Gleichwohl sei die Frage nicht „ob, sondern wann die Übertragung dieser Erkenntnisse mit Mausstammzellen auf menschliche Stammzellen erfolgen wird“, ist Jesse Veenvliet überzeugt. Was ethische und rechtliche Bedenken angeht, so ist er der Ansicht, „dass wir die Debatte darüber eher früher als später beginnen sollten“. Gleichzeitig sei es „absolut entscheidend“ zu erkennen, dass synthetische Embryonen „kein organismisches Potenzial haben“: „Sie können nicht zu einer Lebendgeburt führen.“

2021 wurden in den USA In den USA bereits Embryonen aus Zellen von Mensch und Affe erzeugt. Ziel dieser ethisch umstrittenen Forschung ist es, menschliche Organe oder Gewebe in Tieren zu züchten, um damit etwa dem Mangel an Spenderorganen zu begegnen. (Pamela Dörhöfer)

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