De eerste op menselijke embryo’s lijkende structuren zijn gemaakt van stamcellen. Daarmee is een mijlpaal in de ontwikkeling van synthetische embryo’s bereikt. Dit kan wetenschappers helpen bij het bestuderen van de oorzaken van vroege miskramen.

Een team van de Universiteit van Cambridge heeft aangekondigd dat ze de eerste menselijke synthetische embryo’s hebben gemaakt: embryo-achtige structuren gemaakt van stamcellen die zijn opgekweekt tot een stadium dat overeenkomt met embryo’s van iets ouder dan 14 dagen. Dat is de wettelijke grens om natuurlijke embryo’s te mogen bestuderen in het Verenigd Koninkrijk.

Dit zou onderzoekers kunnen helpen bij het bestuderen van de oorzaken van vroege miskramen en van de ontwikkeling van organen. Maar sommige wetenschappers willen de regelgeving op dit gebied aanscherpen.

‘Wat mensen allang vergeten zijn, staat nog geschreven in bomen’
LEES OOK

‘Wat mensen allang vergeten zijn, staat nog geschreven in bomen’

Met haar boomboor onderzoekt Valerie Trouet woudreuzen en reconstrueert ze wat die allemaal hebben meegemaakt.

Wat zijn synthetische embryo’s?

De term is enigszins misleidend, want deze structuren zijn niet echt synthetisch en ze zijn ook niet precies hetzelfde als embryo’s. Ze zijn vergelijkbaar met vroege embryo’s, klein bolletjes cellen die ontstaat uit de bevruchting van een eicel door een zaadcel. Maar dan zijn ze gemaakt van stamcellen die in het lab zijn gekweekt. Stamcellen zijn cellen die nog uit kunnen groeien tot verschillende celtypes.

Deze structuren zijn niet volledig synthetisch, omdat de stamcellen oorspronkelijk uit een embryo kwamen. Verder lijken de structuren op bepaalde vlakken te verschillen van natuurlijk gevormde embryo’s. Sommigen noemen ze daarom liever ‘embryomodellen op basis van stamcellen’.

Wat betekent deze stap?

Tot voor kort waren er alleen synthetische embryo’s gemaakt van dieren, zoals muizen en apen. Wel had Magdalena Żernicka-Goetz van de Universiteit van Cambridge bekend gemaakt dat ze bezig was met de ontwikkeling van menselijke equivalenten. Op 14 juni kondigde ze aan dat haar team menselijke versies had gekweekt tot een stadium waarin een echt embryo zich zou nestelen in de baarmoeder en zou beginnen met het ontwikkelen van verschillende weefsels, waaronder de voorlopers van cellen die uiteindelijk sperma en eicellen gaan vormen.

‘In echte embryo’s komt dit overeen met een stadium tussen dag 7/8 en dag 14’, zegt Żernicka-Goetz. Ze presenteerde haar werk op de jaarlijkse bijeenkomst van de International Society for Stem Cell Research in Boston, Massachusetts, meldde The Guardian. De volledige resultaten zijn nog niet gepubliceerd in een peer-reviewed wetenschappelijk artikel.

Waarom zou je synthetische embryo’s maken?

Eén reden is dat ze in ongelimiteerde aantallen gemaakt kunnen worden, terwijl er een tekort is aan reserve ivf-embryo’s, die gebruikt worden voor vroeg ontwikkelingsonderzoek. Alle embryo’s die van dezelfde stamcellen zijn gemaakt, zijn ook min of meer genetisch identiek, wat handig is om hun reactie op verschillende experimentele omstandigheden te bestuderen. Ook is het sneller en eenvoudiger om stamcellen die in een petrischaaltje zijn gekweekt, genetisch te modificeren om de functies van verschillende genen te begrijpen.

Zijn er nog andere voordelen?

Een belangrijk voordeel is dat in de meeste landen, waaronder het VK en de VS, natuurlijke embryo’s die in een schaaltje worden bestudeerd, na 14 dagen moeten worden vernietigd. Dit heeft te maken met het feit dat echte embryo’s kunnen uitgroeien tot een foetus.
Deze regels zijn niet van toepassing op synthetische embryo’s, dus hierdoor zouden onderzoekers de ontwikkeling van embryo’s langer kunnen bestuderen. Dat is een mijlpaal voor een beter begrip van de ontwikkeling van organen en de oorzaken van vroege miskramen.

Moeten er nieuwe regels komen voor synthetische embryo’s?

Deze zijn al in de maak in het Verenigd Koninkrijk, maar elders, waaronder in de VS, is nog niets aangekondigd. In Nederland geldt sinds 2002 de Embryowet, waarin bijvoorbeeld staat dat embryo-onderzoek alleen toegestaan is met embryo’s die overblijven na een ivf-behandeling. Er staat in deze wet niets over het gebruik van synthetische embryo’s, omdat dit recente ontwikkelingen zijn. Daarom werkt het ministerie van Volksgezondheid, Welzijn en Sport aan aanpassingen van de Embryowet.

Beleidsmakers kunnen overwegen om de drempel te baseren op het ontwikkelingsstadium dat het synthetische embryo heeft bereikt, in plaats van een bepaalde tijdslimiet zoals de 14-dagenregel, zegt ontwikkelingsbioloog James Briscoe van het Francis Crick Instituut in Londen. ‘Misschien is de drempel de vorming van een bepaald orgaansysteem.’

Wat zou er gebeuren als synthetische embryo’s in een baarmoeder werden geplaatst?

Dat weten we niet, want het is nog nooit gedaan en het zou illegaal zijn. Maar dieronderzoek door een Chinees team suggereert dat het bij de huidige stand van zaken niet tot een zwangerschap zou leiden. Toen synthetische apenembryo’s werden gemaakt en overgebracht naar acht vrouwtjes, leek er bij drie van hen een zwangerschap te beginnen, maar na een paar dagen eindigden de zwangerschappen in een miskraam, zo werd in april gemeld.

Dit kan komen doordat synthetische embryo’s niet identiek zijn aan natuurlijke embryo’s. ‘We kunnen niet aannemen dat ze de menselijke embryonale ontwikkeling volledig nabootsen’, zegt voortplantingsbioloog Roger Sturmey van de Hull York Medical School in het Verenigd Koninkrijk.

Hoe kunnen synthetische embryo’s de geneeskunde vooruit helpen?

Ze zouden kunnen helpen om de vroege embryonale ontwikkeling beter te begrijpen. We kunnen niet precies zien wat er in de baarmoeder gebeurt in elk stadium van de zwangerschap. En de 14-dagenregel verhindert dat menselijke embryo’s voorbij dit stadium in het lab worden bestudeerd. ‘Die periode is een mysterie, een black box’, zegt Sturmey.

Kennis over dit proces kan meer inzicht geven in wat er misgaat als vroege zwangerschappen mislukken. Het kan ook helpen om te begrijpen hoe organen gevormen en groeien. Dat zou er ooit toe kunnen leiden dat artsen organen voor transplantaties kunnen kweken in het lab.