Voor het eerst zijn embryo-achtige structuren uit menselijke cellen ontwikkeld in het lab. Dit maakt het mogelijk om in groter detail te onderzoeken hoe een embryo zich ontwikkelt in die cruciale, vroege fase.
Deze kunstmatige embryo’s lijken sterk op een vroeg mensenembryo, een zogenoemde blastocyste. In dit stadium is dat niet meer dan een klein hol bolletje met een klompje embryocellen. Nog niet eerder lukte het om zo’n embryo te maken met menselijke cellen. Deze doorbraak maakt onderzoek naar de eerste fase van de zwangerschap makkelijker.
Stamcellen of huidcellen
Nu is het bestuderen van embryo’s nog een lastige zaak. Er zijn weinig mensenembryo’s beschikbaar voor onderzoek en wat je ermee kunt doen, is beperkt. De kunstmatige embryo’s zijn mogelijk de oplossing, doordat ze in grote hoeveelheden te maken zijn.
De embryo’s werden gemaakt door twee onderzoeksgroepen, die onafhankelijk van elkaar werkten en verschillende methodes gebruikten. De ene groep nam stamcellen van een zeer vroeg embryo. Deze zogenoemde pluripotente stamcellen kunnen nog alle verschillende celtypes vormen die voorkomen in een blastocyste.
De andere groep gebruikte menselijke huidcellen die de onderzoekers herprogrammeerden tot cellen met dezelfde eigenschap als embryonale stamcellen. Beide methodes leverden structuren op die bijna identiek zijn aan mensenembryo’s.
Zoek de verschillen
Toch zijn er wat verschillen. Hoe het model precies afwijkt van een embryo, is alleen niet helemaal duidelijk. Door de praktische beperkingen van het werken met menselijke embryo’s weten we namelijk erg weinig over de precieze moleculaire samenstelling van mensenembryo’s. ‘Uitgaande van onze huidige kennis lijkt het genenpatroon van de kunstembryo’s af te wijken van dat van echte embryo’s’, zegt Niels Geijsen, hoogleraar ontwikkelingsbiologie en regeneratieve geneeskunde in het LUMC in Leiden.
De komende jaren zullen onderzoekers die verschillen zo klein mogelijk proberen te maken. Het model kan nog verbeterd worden door bepaalde stappen in het maakproces aan te passen en zo de receptuur voor het brouwen van zo’n kunstmatig embryo verder aan te scherpen. Ook kan een vergelijking van de twee verschillende methodes misschien leiden tot een verbetering.
Beter kweekmedium voor IVF
Geijsen is erg enthousiast over dit onderzoek, waar hij zelf niet bij betrokken was. Wel leverde zijn onderzoeksgroep eerder een soortgelijke prestatie met muizenstamcellen. ‘In muizen konden we ook testen of de embryo’s verder uit konden groeien in de baarmoeder van een muis.’ In mensen is zo’n test vanwege ethische, morele en wettelijke beperkingen niet mogelijk.
Mogelijk kan de techniek helpen om in-vitrofertilisatie (IVF) te verbeteren. Daarbij groeit een bevruchte eicel in een kweekschaaltje uit tot een vroeg embryo. Om dat embryo te laten groeien, bevat het kweekschaaltje een waterige substantie met voedingsstoffen erin, het zogenoemde kweekmedium.
‘We weten niet goed welke invloed de samenstelling van dat kweekmedium heeft op de ontwikkeling van het embryo’, zegt Geijsen. ‘Met dit model kunnen we kijken of we die samenstelling kunnen verbeteren. Deze vroege fase is essentieel voor een gezonde ontwikkeling. Kleine fouten kunnen ziekte tot gevolg hebben, ook veel later in het leven. Alles moet dus perfect gebeuren in dat kleine embryo. Nu kunnen we dat bestuderen.’
