Embryo’s kunnen nu worden gemaakt van stamcellen

Voortplanting ‘Muizenembryo’s’ kunnen nu en masse gekweekt worden uit stamcellen. Maar zijn het wel échte embryo’s?

Synthetische embryo’s van muizen, gemaakt van embryonale stamcellen (rood) en de trofoblaststamcellen (groen). Foto Nicolas Rivron

Wetenschappers van het MERLN Instituut in Maastricht en het Hubrecht Instituut in Utrecht hebben in het laboratorium een ‘synthetisch embryo’ gemaakt. Deze embryo’s van muizen zijn geheel opgekweekt uit stamcellen en niet uit een bevruchte eicel. De resultaten verschijnen deze donderdag in Nature.

Met deze nieuwe techniek hopen de onderzoekers meer te weten te komen over de ontwikkeling van het vroege embryo en de innesteling in de baarmoederwand. Omdat stamcellen in grote hoeveelheden te kweken zijn, levert de nieuwe techniek een vrijwel onbeperkte bron van embryo’s.

Dat betekent dat het makkelijker wordt op grote schaal genetische veranderingen in de cellen van het embryo aan te brengen, waardoor de functie van genen tijdens de vroege ontwikkeling beter in kaart kan worden gebracht. „Ik verwacht dat we hiermee veel meer gaan begrijpen van het verloop van de vroege zwangerschap”, zegt eerste auteur Nicolas Rivron. „Tot nu toe is dat eigenlijk nog een black box, omdat het zich aan onze directe waarneming onttrekt. Deze nieuwe techniek opent een heel nieuw terrein van onderzoek in de ontwikkelingsbiologie.”

De onverwachte truc om losse stamcellen zo ver te krijgen dat zij samen een embryo vormen is het beperken van hun ruimte. Rivron ontdekte dat toen hij een groepje van vijf embryonale stamcellen in een microscopisch klein holletje samenbracht met trofoblaststamcellen waaruit de placenta groeit. Toen vormde zich al snel spontaan een embryoachtig bolletje. De embryonale stamcellen verzamelen zich daarbij op een hoopje aan één kant en de trofoblastcellen vormen een bolletje met een dunne wand eromheen. Het lijkt sprekend op een echt embryo in het 64-cellig stadium.

Rivron: „Dat komt overeen met een muizenembryo van vier dagen oud, of een menselijk embryo van negen dagen oud.” Rivron ontwikkelde de kweektechniek voor cellen in kleine holletjes eerder aan Maastricht UMC+ om driedimensionale weefsels te produceren.

De grote vraag is: zijn deze in Utrecht gemaakte embryo’s nu precies gelijk aan natuurlijke embryo’s of zijn het alleen maar kunstmatige celklompjes die er toevallig erg op lijken? Rivron heeft nog geen definitief antwoord. Vanuit zijn ingebakken voorzichtigheid als fundamenteel wetenschapper spreekt hij liever van blastoïden dan van synthetische embryo’s. Geplaatst in de baarmoeder van een muis nestelt de blastoïde zich in het slijmvlies, net als een natuurlijk embryo, en groeit dan verder. „We krijgen er nog geen volledige muis uit”, zegt Rivron. „Er is vermoedelijk nog een derde stamceltype nodig, dat de dooierzak vormt. De groei van de blastoïden stopte op dag 6 in de baarmoeder. Dat was genoeg voor ons, dus verder zijn we niet gegaan. We willen geen monsters kweken als dat niet nodig is.”

Onvruchtbaarheid

Rivron hoopt te ontdekken welke genen van het embryo belangrijk zijn bij de innesteling. „Op dat moment bestaat namelijk de grootste kans op mislukking van de zwangerschap”, legt hij uit. „Dertig tot zestig procent van de zwangerschappen breekt op dit cruciale moment af, maar we begrijpen niet precies waarom. Met dit onderzoek zullen we beter begrijpen waar onvruchtbaarheid vandaan komt en we kunnen nieuwe manieren voor anticonceptie vinden.”

Hoogleraar ontwikkelingsbiologie Christine Mummery van het LUMC in Leiden, niet betrokken bij de studie, vindt het „een enthousiaste interpretatie” van het onderzoek. Dat de blastoïden zich lijken in te nestelen in de baarmoeder van muizen, zegt volgens haar nog niet veel. „Diezelfde reactie zie je ook als je rubber bolletjes in de baarmoeder plaatst. Het bewijs dat dit echte embryo’s zijn wordt pas geleverd als er echte pups uit geboren worden. En zelfs als dat lukt, wil het nog niet zeggen dat het ook zo werkt bij de mens. De vroege ontwikkeling van een menselijk embryo verloopt anders en ook de innesteling verloopt niet precies hetzelfde als bij de muis.”

Aan onderzoek met menselijke embryonale stamcellen hebben Rivron en zijn collega’s zich nog niet gewaagd. Daar kleven ethische bezwaren aan en het is de vraag of het wettelijk mag. „Waarschijnlijk lukt dit met menselijk stamcellen net zo goed”, denkt Rivron. „Maar als onderzoekers zijn wij niet degenen die moeten bepalen of we het gaan doen. Dat is het terrein van ethici en wetgevers.”

Volgens Mummery is de scheidslijn tussen wat wel en niet mag op dit gebied volgens de Nederlandse Embryowet heel dun. „Als je kunt vermoeden dat er uit de proeven met stamcellen een volwaardig embryo kan ontstaan, dan is het experiment verboden. Maar in dit geval is dat onduidelijk, het komt aan op de interpretatie. Misschien vinden tegenstanders van experimenten met echte menselijke embryo’s dit soort celproeven juist wel acceptabel.”

    • Sander Voormolen