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Entdeckung einer „biologischen Bremse“ zur Kontrolle der Entwicklung menschlicher Embryonen
In einem medizinischen Durchbruch, der den Bereich der reproduktiven Gesundheit revolutionieren könnte, ist es Wissenschaftlern gelungen, einen Weg zu finden, die Entwicklung menschlicher Embryonen vorübergehend zu stoppen.
Das Forscherteam entdeckte, dass durch die Reduzierung der Aktivität einer bestimmten Reihe biologischer Reaktionen, die für die Entwicklung des Embryos verantwortlich sind, der Prozess der Einnistung des befruchteten Embryos in die Gebärmutterwand ausgesetzt werden konnte, bis sich die Bedingungen verbesserten.
Durch die Verlangsamung der Produktion eines Proteins, das mit dem Wachstum des Fötus verbunden ist, konnten die Forscher die Entwicklung des Fötus in einem frühen Stadium, etwa eine Woche nach der Befruchtung, stoppen. Den Wissenschaftlern gelang es, die Embryonen 18 Tage lang in einem Ruhezustand zu halten, bevor sie ihr Wachstum reaktivierten.
Forscher glauben, dass diese Technologie dazu beitragen könnte, den Erfolg von In-vitro-Fertilisationsverfahren (IVF) zu steigern, indem sie ein größeres Zeitfenster für die Beurteilung der Gesundheit von Embryonen bietet und die Chancen ihrer Implantation in die Gebärmutter verbessert.
Untersuchungen deuten darauf hin, dass mehr als 130 Säugetierarten, vom Bären bis zur Maus, die Fähigkeit besitzen, die Entwicklung von Embryonen vorübergehend zu stoppen, ein Vorgang, der als „genetischer Stillstand“ bekannt ist.
Dies geschieht normalerweise im Embryosackstadium, wo sich die befruchtete Eizelle schnell in eine Gruppe von Zellen teilt. Ein Team des Max-Planck-Instituts in Berlin und des Instituts für Molekulare Technologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften hat einen Weg gefunden, in vitro einen genetischen Stillstand-ähnlichen Zustand in menschlichen Stammzellen und embryonalen Zysten herbeizuführen.
Den Forschern gelang es, die Aktivität einer bestimmten Reihe chemischer Reaktionen zu modifizieren, die als „molekulare Kaskade“ bekannt sind.
Diese Kette funktioniert wie eine Reihe von Dominosteinen, wobei der Fall jedes Dominosteins dazu führt, dass der andere fällt. Das Team konzentrierte sich auf den mTOR-Signalweg, der den Stoffwechsel, das Zellwachstum und das Überleben reguliert und eine wichtige Rolle bei der Entwicklung des Fötus spielt.
Als die Forscher diesen Weg hemmten, gingen die Stammzellen und embryonalen Zysten in einen Ruhezustand über, der einer genetischen Abschaltung ähnelte. Die Ergebnisse zeigten, dass diese Fähigkeit, in einen Ruhezustand überzugehen, in menschlichen Zellen im Embryosackstadium aktiv ist.
Den Forschern gelang es auch, das Wachstum nach einer gewissen Zeit wieder zu aktivieren, sodass die Embryosäckchen ihre normale Entwicklung wieder aufnehmen konnten.
Die diesen Monat in der Zeitschrift Cell veröffentlichte Forschung eröffnet neue Horizonte für die Kontrolle des Wachstums menschlicher Schwangerschaften.
„Obwohl wir die Fähigkeit verloren haben, auf natürliche Weise in einen Ruhezustand zu gelangen, deuten diese Experimente darauf hin, dass wir diese interne Fähigkeit behalten haben und sie möglicherweise in Zukunft nutzen können“, sagte Nicola Riveron, eine der Autoren der Studie Institut für Molekularbiologie.