Er is een muizenembryo gekweekt in een kunstmatige baarmoeder - de mens zou de volgende kunnen zijn

De foto's alleen al vertellen een fantastisch verhaal: een muizenembryo, compleet met kloppende hartcellen, een hoofd en het begin van ledematen, levend en groeiend in een glazen pot.

Volgens een wetenschappelijke groep in Israël, die de foto nam, hebben de onderzoekers muizen gedurende 11 of 12 dagen in een kunstmatige baarmoeder gekweekt, ongeveer de helft van de natuurlijke draagtijd van het dier.

Het is een record voor de ontwikkeling van een zoogdier buiten de baarmoeder, en volgens het onderzoeksteam zouden menselijke embryo's de volgende kunnen zijn, wat enorme nieuwe ethische vragen oproept.

Dit vormt het toneel voor andere soorten, zegt Jacob Hanna, een ontwikkelingsbioloog aan het Weizmann Institute of Science, die het onderzoeksteam leidde. Ik hoop dat wetenschappers hierdoor tot week vijf menselijke embryo's kunnen kweken.

Door menselijke embryo's zo lang in het laboratorium te kweken, tot diep in het eerste trimester, zou de wetenschap op ramkoers komen met het abortusdebat. Hanna gelooft dat in het laboratorium gekweekte embryo's een onderzoekssubstituut kunnen zijn voor weefsel afkomstig van abortussen, en mogelijk ook een bron van weefsel voor medische behandelingen.

Hoe ze het deden

Hanna's team liet de muizenembryo's langer groeien door bloedserum van menselijke navelstrengen toe te voegen, ze in glazen potten te roeren en er een zuurstofmengsel onder druk in te pompen. Hanna vergelijkt het proces met het plaatsen van een covid-19-patiënt op een beademingsmachine.

Dat dwingt de zuurstof de cellen in, zegt hij. Dan is de patiënt veel gelukkiger. Je kunt zien dat het een bloedsysteem heeft en dat alle belangrijke orgaansystemen werken.

Een video gemaakt door onderzoekers van het Weizmann Institute of Science toont muisembryo's met kloppende harten. Het lab dringt aan tot hoever embryo's in het lab kunnen worden gekweekt.

De muizenembryo's stierven pas nadat ze te groot werden voor de zuurstof om er doorheen te diffunderen, omdat ze de natuurlijke bloedtoevoer missen die een placenta zou kunnen bieden.

Het werk creëert een wetenschappelijk venster op het vroege embryo, dat normaal gesproken verborgen is in de baarmoeder. In een publicatie vandaag in het tijdschrift Nature beschrijft het Israëlische team een ​​reeks experimenten waarin ze gifstoffen, kleurstoffen, virussen en menselijke cellen aan de zich ontwikkelende embryonale muizen toevoegden, allemaal om te bestuderen wat er zou gebeuren.

Het is een krachttoer - zeer, zeer indrukwekkend, zegt Alfonso Martinez Arias, een ontwikkelingsbioloog en stamcelonderzoeker aan de Pompeu Fabra University in Spanje, die niet bij het onderzoek betrokken was.

Volgende: mensen

Hanna zegt dat wetenschappers op deze manier ook menselijke embryo's willen ontwikkelen. Hij erkent dat afbeeldingen van in het laboratorium gekweekte menselijke embryo's met een ruwweg herkenbare vorm - hoofd-, staart- en ledemaatknoppen - schokkend kunnen zijn. Het menselijke equivalent van Hanna's 12 dagen oude muizen zou een embryo van het eerste trimester zijn.

Verwant verhaal

Wetenschappers zijn van plan de 14-dagen-embryoregel, een belangrijke limiet voor stamcelonderzoek, te laten vallen

Naarmate de technologie voor het manipuleren van het embryonale leven versnelt, willen onderzoekers van hun grootste stopbord af.

Ik begrijp de moeilijkheden. Ik begrijp het. Je betreedt het domein van abortus, zegt Hanna. Hij zegt echter dat hij dergelijke experimenten kan rationaliseren omdat onderzoekers al vijf dagen oude menselijke embryo's uit IVF-klinieken bestuderen, die daarbij ook worden vernietigd.

Dus ik zou ervoor pleiten om het tot dag 40 te laten groeien en het dan weg te gooien, zegt Hanna. Laten we in plaats van weefsel van abortussen te nemen een blastocyst nemen en deze laten groeien.

Het onderzoek maakt deel uit van een explosie van nieuwe technieken en ideeën voor het bestuderen van vroege ontwikkeling. Vandaag, in hetzelfde nummer van Nature, melden twee andere onderzoeksgroepen een sprong voorwaarts in het creëren van kunstmatige menselijke embryo's.

Die teams wisten gewone huidcellen en stamcellen over te halen om zichzelf assembleren tot gelijkaardige vroege menselijke embryo's die ze blastoïden noemen, die ze ongeveer 10 dagen in het laboratorium hebben gekweekt. verschillende soorten kunstmatige modellen van embryo's zijn eerder beschreven, maar de vandaag beschreven behoren tot de meest complete, omdat ze de cellen bezitten die nodig zijn om een ​​placenta te vormen. Dat betekent dat ze een stap dichter bij levensvatbare menselijke embryo's zijn die zich verder kunnen ontwikkelen, zelfs tot aan de geboorte.

Wetenschappers zeggen dat ze nooit zouden proberen een zwangerschap tot stand te brengen met kunstmatige embryo's - een handeling die vandaag in de meeste landen verboden zou zijn.

In plaats daarvan, zegt Hanna, zou een voor de hand liggende volgende stap zijn om deze embryomodellen toe te voegen aan zijn systeem van draaiende potten en te kijken hoeveel verder ze zich kunnen ontwikkelen. Het kostte zes jaar zeer intensief werk om dit systeem te krijgen waar het is, zegt Hanna. We hebben wel het doel om het ook met synthetische embryo's te doen.

Vroeger

Voorlopig blijft de kunstmatige baarmoedertechnologie complex en duur, zegt Martinez Arias. Hij gelooft niet dat veel andere laboratoria het zullen kunnen gebruiken, waardoor de impact ervan op korte termijn wordt beperkt, en hij is geen voorstander van het op deze manier kweken van menselijke embryo's: het is duur en ingewikkeld, dus we zullen moeten zien hoe nuttig het is .

De mouse-in-a-jar-technologie heeft ook andere verbeteringen nodig, zegt Hanna. Hij was niet in staat om de muizen te laten groeien vanaf een bevruchte eicel tot dag 12. In plaats daarvan verzamelde hij 5-dagen oude embryo's van zwangere muizen en bracht ze naar het incubatorsysteem, waar ze nog een week leefden.

Het probleem is dat de muizenembryo's zich momenteel alleen goed ontwikkelen als ze kunnen worden vastgemaakt aan een echte muisbaarmoeder, althans voor een korte tijd. Hanna's team werkt aan het aanpassen van de procedure, zodat ze de muizen volledig in vitro kunnen ontwikkelen.

Hanna zegt dat hij er niet in geïnteresseerd is om muizen in het laboratorium te laten voldragen. Zijn doel is om de vroege ontwikkeling te bekijken en te manipuleren. Ik wil zien hoe het programma zich ontvouwt, zegt hij. Ik heb genoeg te studeren.

Verboden?

Langetermijnstudies van levende menselijke embryo's die zich in het laboratorium ontwikkelen, zijn momenteel verboden onder de zogenaamde 14 dagen regel, een richtlijn (en een wet in sommige landen) volgens welke het embryologen verboden is om menselijke embryo's langer dan twee weken te laten groeien.

Een belangrijke wetenschappelijke organisatie, de International Society for Stem Cell Research, of ISSCR, heeft echter plannen om: adviseren om het verbod in te trekken en waardoor sommige embryo's langer kunnen groeien.

Hanna zegt dat dit betekent dat hij menselijke embryo's in zijn couveuse kan laten groeien - zolang de Israëlische ethische commissies het ondertekenen, iets wat hij denkt dat ze zouden doen.

Zodra de richtlijnen zijn bijgewerkt, kan ik een aanvraag indienen en wordt deze goedgekeurd. Het is een heel belangrijk experiment, zegt Hanna. We moeten menselijke embryo's zien gastruleren en organen vormen en het gaan verstoren. Het voordeel van het kweken van menselijke embryo's tot week drie, week vier, week vijf is van onschatbare waarde. Ik denk dat die experimenten op zijn minst moeten worden overwogen. Als we tot een geavanceerd menselijk embryo kunnen komen, kunnen we zoveel leren.

Een in Israël ontwikkeld systeem van roterende flessen kan muizenembryo's buiten de baarmoeder in leven houden. De embryo's worden enkele dagen blootgesteld aan zuurstof onder druk.

Hanna zegt dat om dergelijke experimenten acceptabeler te maken, menselijke embryo's kunnen worden gewijzigd om hun potentieel om zich volledig te ontwikkelen te beperken. Een mogelijkheid zou zijn om genetische mutaties in een calciumkanaal aan te brengen om te voorkomen dat het hart ooit gaat kloppen.

Ik vroeg Hanna of hij advies had ingewonnen bij ethici of religieuze figuren. Hij zei dat hij dat niet heeft gedaan. In plaats daarvan wacht hij op het advies van zijn beroepsorganisatie en op ethische goedkeuring van zijn universiteit.

De ISSCR is mijn rabbijn, zegt hij.

Er kunnen onverwachte praktische toepassingen zijn van het kweken van menselijke embryo's in potten. William Hurlbut, een arts en bio-ethicus aan de Stanford University, zegt dat het systeem hem een ​​manier voorstelt om primitieve organen, zoals lever- of pancreascellen, te verkrijgen uit menselijke embryo's in het eerste trimester, die vervolgens verder kunnen worden gekweekt en gebruikt in de transplantatiegeneeskunde. Hanna is het ermee eens dat dit een mogelijke richting voor de technologie is.

De wetenschappelijke grens verschuift van moleculen en reageerbuizen naar levende organismen, zegt Hurlbut. Ik denk niet dat orgaanroof zo vergezocht is. Het zou er uiteindelijk kunnen komen. Maar het is erg beladen, omdat de grens van een persoon niet de grens van een ander is.

zich verstoppen