Die Plazenta und die Geb\u00e4rmutter n\u00e4hren und sch\u00fctzen heranwachsende Babys. Ein Forschungsteam von Nicolas Rivron am IMBA (Institut f\u00fcr Molekulare Biotechnologie der \u00d6sterreichischen Akademie der Wissenschaften) hat nun herausgefunden, dass der Embryo in der fr\u00fchesten Entwicklungsphase das Kommando hat und diese Umgebung selbst bestimmt. Wenn die sogenannte Blastozyste noch in der Geb\u00e4rmutter schwimmt, kann dieser fr\u00fche Embryo der Plazenta und der Geb\u00e4rmutter Anweisungen geben, damit sie sich einnisten kann.<\/p>\n\n\n\n
Rivron und sein Team haben f\u00fcr ihre Forschung Blastoiden, also in-vitro-Modelle der Blastozysten, entwickelt. Diese entsprechen S\u00e4ugetierembryos in den fr\u00fchen Tagen nach der Befruchtung, sind aber eine ethische Alternative zur Verwendung von Embryonen f\u00fcr die Forschung. Die Blastoiden wurden 2018 aus Maus-Stammzellen, vergangenes Jahr auch aus menschlichen Stammzellen gebildet.<\/p>\n\n\n\n
Eine Blastozyste besteht aus etwa 200 unterschiedlichen Stammzellen. Aus den Zellen im Inneren dieses Zellballs entwickelt sich sp\u00e4ter der F\u00f6tus (Epiblasten). In der H\u00fclle liegen die Trophoblasten, die sp\u00e4ter die Plazenta bilden. Das Forschungsteam von Rivron entdeckte nun, dass Epiblasten mehrere molekulare Botenstoffe an die Trophoblasten absondern und ihnen den Auftrag geben, sich selbst zu erneuern und zu vermehren und das Geb\u00e4rmuttergewebe zu ver\u00e4ndern. \u201eAuf diese Weise investiert der Embryo in seine eigene Zukunft: Er f\u00f6rdert die Bildung der Gewebe, die in Folge f\u00fcr seine Entwicklung sorgen werden. Der Embryo hat die Kontrolle, indem er den Aufbau einer Umgebung steuert, in der er gut gedeihen kann\u201c, erkl\u00e4rt Rivron. <\/p>\n\n\n\n
Die ForscherInnen fanden au\u00dferdem heraus, dass diese molekularen Botenstoffe die Trophoblasten dazu veranlassen, zwei weitere Molek\u00fcle, WNT6 und WNT7B, abzusondern. WNT6 und WNT7B wiederum weisen die Geb\u00e4rmutter an, die Blastozyste zu umschlie\u00dfen. Das Team hat seine Erkenntnisse unter anderem dadurch gewonnen, dass es Maus-Blastoide in einem In-Vivo-Einnistungsmodell in der Maus-Geb\u00e4rmutter untersuchte. \u201eIch war sehr \u00fcberrascht von der Effizienz, mit der sich unsere Blastoide in der Geb\u00e4rmutter einnisteten. Und indem wir die Eigenschaften der Trophoblasten innerhalb der Blastoide ver\u00e4nderten, einschlie\u00dflich der Sekretion von WNT6\/7B, konnten wir die Gr\u00f6\u00dfe der Fruchth\u00f6hle deutlich ver\u00e4ndern\u201c, erkl\u00e4rt der Co-Erstautor Jinwoo Seong, ein Postdoktorand im Labor von Rivron, der diese Experimente durchf\u00fchrte.<\/p>\n\n\n\n
Bei menschlichen Schwangerschaften ist die Einnistung ein kritischer Faktor. Etwa jede zweite Schwangerschaft scheitert bereits zu diesem Zeitpunkt. Derzeit untersuchen Rivron und sein Team anhand von menschlichen Blastoiden im Labor, ob diese grundlegenden Entwicklungsprinzipien auch im fr\u00fchen Entwicklungsstadium im Menschen erhalten sind. \u201eDiese Entdeckungen k\u00f6nnten sowohl zur Verbesserung der IVF-Verfahren und zur Entwicklung von Fruchtbarkeitsmedikamenten als auch zu neuartigen Verh\u00fctungsmitteln beitragen\u201c, stellt Rivron in Aussicht.<\/p>\n\n\n\n
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Institut f\u00fcr Molekulare Biotechnologie der \u00d6sterreichischen Akademie der Wissenschaften
Seong J et al., Epiblast inducers capture mouse trophectoderm stem cells in vitro and pattern blastoids for implantation in utero, Cell Stem Cell, 29(7):P1102-1118.E8, 7 Juli 2022
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