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Medizin

Embryogenese: Studie liefert neue Einblicke in die Phase der Implantation

Donnerstag, 5. Mai 2016

dpa

New York/Cambridge - Forschern aus Großbritannien und den USA ist es gelungen, menschliche Embryonen über die Phase der Implantation hinaus im Labor anzuzüchten. Die bis zu 13 Tage alten Embryonen zeigten laut den Berichten in Nature (2016; doi: 10.1038/nature17948) und Nature Cell Biology (2016; doi: 10.1038/ncb3347) eine ungewöhnliche Autonomie.

Die Implantation menschlicher Embryonen erfolgt regelmäßig am siebten Tag nach der Befruchtung. In dieser Zeit hat sich aus der Eizelle ein mit Flüssigkeit gefüllter Ballon entwickelt, die Blastozyste. Die Außenhaut bildet das einschichtige Trophektoderm, aus dem sich später die Plazenta entwickelt. Innen befindet sich an einer Seite der Epiblast, die Anlage des späteren Embryos. Der Epiblast ist zum inneren Hohlraum hin vom primitiven Endodem überzogen, aus dem der Dottersack entsteht.

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Bis zur Implantation ist die Entwicklung des menschlichen Embryos gut untersucht. Danach beginnt eine Phase, über die wenig bekannt ist. Dies liegt daran, dass es bisher nicht möglich war, die Implantation im Labor nachzustellen. Ohne Implantation aber endet die menschliche Entwicklung spätestens neun Tage nach der Befruchtung. Viele Forscher schlossen daraus, dass der Embryo nach der Implantation auf Faktoren von der mütterlichen Gebärmutter angewiesen ist.

Dies scheint zumindest in den ersten Tagen nicht der Fall zu sein. In einem von Magdalena Zernicka-Goetz von der Universität Cambridge entwickelten Kulturmedium wachsen die Embryonen auch ohne Gebärmutter noch einige Tage. Sie benötigen in dieser Zeit lediglich ein Gel, das die Blastozyste umgibt, sowie genügend Sauerstoff (Vor der Implantation scheint Sauerstoff die Entwicklung der Embryonen eher zu schädigen).

Die britische Forscherin hat das Nährmedium zunächst an Mäuse-Embryonen erprobt. Jetzt hat sie die Experimente zusammen mit einem Team um Ali Brivanlou von der Rockefeller Universität, New York, auch an menschlichen Embryonen durchgeführt. In den USA und in England dürfen Embryonen bis zum 14. Tag im Labor angezüchtet werden (In Deutschland sind jegliche Experimente an menschlichen Embryonen gesetzlich verboten).

Bezogen auf die gesamte Schwangerschaft sind die ersten sieben Tage nach der Implantation ein kurzer Zeitraum. Für den Embryo ist es jedoch eine wichtige Entwicklungsphase – in der etwa die Hälfte der Embryonen scheitert. Eine misslungene Implantation gilt als der wichtigste Grund für die geringe Erfolgsrate der in vitro-Fertilisation (IVF), die heute nur in etwa einem Viertel der Fälle zur Geburt eines Kindes führt. Dies erklärt das große Interesse der Forschung an der Implantationsphase.

Nach der Implantation entwickelt sich innerhalb kurzer Zeit aus der Blastozyste eine komplexe Struktur. Vierzehn Tage nach der Implantation hat sich im Epiblast eine Amnionhöhle, der Vorläufer der Fruchtblase, und ein sogenannter Primitivstreifen gebildet. Aus dem Primitivstreifen entstehen später die drei Keimblätter Ektoderm, Mesoderm und Entoderm, die erste Diffenzierungstufe in der Entwicklung des Embryos.

Die ersten Experimente liefern – außer vielleicht für Embryologen – noch keine spektakulären Ergebnisse. Die Forscher können zwar zeigen, dass sich menschliche Embryonen in dieser Phase anders entwickeln als Mäuse. Sie meinen auch eine bisher unbekannte Zellart entdeckt zu haben, die an der Entwicklung der Plazenta beteiligt ist. Das Dottersack-Trophektoderm entsteht am Tag 10 und verschwindet zwei Tage später wieder.

Es unterscheidet sich vom übrigen Gewebe lediglich durch das Muster der aktivierten Gene. Eine andere Frage, die Embryologen beschäftigt, war, ob die Amnionhöhle durch den Untergang von Zellen entsteht. Dies scheint, wie Zernicka-Goetz berichtet, nicht der Fall zu sein. Welche Bedeutung diese Erkenntnisse für die Medizin habe, und wie sie helfen könnte, die Erfolgsrate bei der IVF zu verbessern, lässt sich nicht vorhersagen.

Sicher scheint jedoch, dass die Überlebenszeit der Embryonen in dem Nährmedium begrenzt ist. Die Forscher brachen die Experimente aus ethischen Gründen nach 13 Tagen ab. Viel länger hätten die menschlichen Wesen aus der Retorte jedoch nicht überlebt. Das zeigen laut Zernicka-Goetz die bisherigen Versuche bei Mäusen. Irgendwann seien die Embryonen auf einen Hormon-Mix von Seiten der Mutter angewiesen. Die Vorstellung, dass Paare Spermien und Eizelle abgeben und dann in neun Monaten ihren Säugling aus dem Labor abholen, die Forscher nennen dies Ektogenese, ist derzeit eine reine Vision, die jenseits des technisch machbaren liegt.

Die neuen Möglichkeiten werden jedoch – zumindest in angelsächsischen Ländern – zu einer Diskussion um die 14-Tage-Grenze führen. Die US-Wissenschaftler Insoo Hyun, Amy Wilkerson und Josephine Johnston fordern in Nature bereits diese Grenze einer Prüfung zu unterziehen. © rme/aerzteblatt.de

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Avatar #697854
Dr.Bayerl
am Freitag, 6. Mai 2016, 11:54

Danke für den Beitrag, der wieder einmal zeigt,

warum in Deutschland Menschen mit Kinderwunsch (zu recht) ins Ausland gehen.
LNS

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