Wetenschap

Wetenschappers kunnen nu een embryo nabootsen (met mogelijk grote gevolgen)

Kunstmatig gecreëerde embryo's, met verschillende kleuringen. Beeld Monash University
Kunstmatig gecreëerde embryo's, met verschillende kleuringen.Beeld Monash University

Wetenschappers zijn erin geslaagd de vroege ontwikkeling van een embryo na te bootsen. De modellen zijn niet levensvatbaar. Maar op lange termijn kunnen de gevolgen groot zijn.

Het is een toekomstbeeld dat hij soms op zijn colleges schetst. Menselijke voortplanting waarbij de natuur buitenspel is gezet. “Neem van twee personen wat huidcellen, bouw ze om tot stamcellen, maak er dan een embryo van – liefst een paar duizend, dan kun je de beste uitkiezen – en kweek die op. Vervolgens laat je het in het lab uitgroeien tot een baby. Zo simpel kan het zijn. Er komt geen seks of baarmoeder meer aan te pas.”

Het is science fiction die nog heel ver in de toekomst ligt, zegt Sebastiaan Mastenbroek, klinisch embryoloog van Amsterdam UMC. “Maar het concept is spectaculair. En het opmerkelijke is: als bij dit soort ontwikkelingen een nieuwe stap wordt gezet, zijn de verwachtingen voor de korte termijn altijd overspannen. Waar we het hier en nu over hebben, heeft nog niets met een embryo te maken. Maar op de lange termijn worden de implicaties altijd onderschat.”

Die nieuwe stap werd vorige week gepresenteerd in vakblad Nature. Twee groepen beschreven hoe ze in hun laboratorium een vroeg stadium van de embryonale ontwikkeling hadden nagebootst. De ene groep was uitgegaan van embryonale stamcellen, de andere had huidcellen geherprogrammeerd tot stamcellen. In een kweekvloeistof met de juiste mix van groeifactoren groeiden de stamcellen uit tot een structuur die leek op een blastocyst, het stadium in de embryonale ontwikkeling vóór de innesteling in de baarmoeder. Tegelijkertijd brachten nog twee andere groepen vergelijkbare resultaten naar buiten.

Nu nog een blackbox

Het zijn blastocyst-achtige structuren, benadrukken alle onderzoekers in hun artikelen. ‘Het is geen embryo, maar het is vermoedelijk wel een goed model om deze fase van de embryonale ontwikkeling te bestuderen.’ Die fase, de ontwikkeling na de implantatie, is voor ons nog een black box, zegt Mastenbroek. “Wij weten niet goed wat daar gebeurt. Die fase kunnen wij het in het lab niet volgen. Welke cellen spelen een rol, welke genen, welke eigenschappen zijn belangrijk? Maar het is wel de fase waarin het in een zwangerschap vaak mis gaat. Meer dan de helft van de embryo’s die wij bij ivf terugplaatsen, leidt niet tot een zwangerschap. Waarom de ene wel en de andere niet?”

Het leven van een mens begint bij de bevruchting van een eicel met een zaadcel. De eerste drie dagen deelt de bevruchte cel zich gestaag. Twee, vier, acht, zestien cellen. Op de vierde dag lijken ze samen te vloeien tot één grote klomp. Vervolgens ontstaat er een holte in de klomp. Een soort bal van ruim honderd cellen, met in de holte een klein klompje. Om het geheel zit nog een eiwitmantel. Als die openbarst, komt het embryo eruit en kan het zich aan de baarmoederwand hechten. De balvormige klomp ontwikkelt zich tot placenta en vliezen, terwijl enkele cellen in het kleine klompje uitgroeien tot foetus.

“Wij kweken embryo’s voor ivf vanaf de bevruchting tot het stadium vlak voor implantatie”, zegt Mastenbroek. “De onderzoekers slaan met hun stamcellen die eerste dagen over en komen direct op dit punt uit. Ze hopen dat ze dit klompje in het laboratorium verder kunnen laten groeien tot de volgende fases. De gastrulatie bijvoorbeeld waarin de drie kiemlagen ontstaan en het proces van weefsel- en orgaanontwikkeling begint.”

Als dit werk geoptimaliseerd wordt, bieden de structuren een mooi model voor biologisch onderzoek. “Als je ze op grote schaal kunt produceren, kun je bijvoorbeeld onderzoeken wat de rol is van bepaalde genen in de embryonale ontwikkeling. Wat gebeurt er – of juist niet – als je zo’n gen uitschakelt? Als we de latere ontwikkelingen beter begrijpen, zijn we mogelijk ook beter in staat om embryo’s te selecteren die bij ivf de meeste kans maken.”

Levensvatbaar

In de kliniek spelen deze kunstmatige embryo’s nog geen enkele rol. Ze zijn lang niet hetzelfde als de echte embryo’s, zegt Mastenbroek. “De eerste drie dagen zijn heel belangrijk in de ontwikkeling. Dan vindt ook veel zogeheten epigenetische herprogrammering plaats. Tal van genen worden ingeschakeld, sommige voor even, andere gaan levenslang aan of juist uit. Die fase wordt bij deze onderzoeksmodellen overgeslagen, maar er is nog veel onderzoek nodig om te begrijpen wat dat precies betekent. De onderzoekers zeggen wel dat hun blastocysten niet levensvatbaar zijn, maar dat is een aanname. Ze hebben het niet geprobeerd. Bij muizen is het niet gelukt, en de voortplanting is bij muizen heel efficiënt. Waarschijnlijk lukt het voorlopig bij mensen ook niet. Maar de ontwikkelingen gaan heel snel.”

De vraag is dan: wat hebben we met dit nieuwe onderzoek in handen? In Nederland is het nog verboden om embryo’s te kweken voor wetenschappelijk onderzoek. Alleen embryo’s die zijn overgebleven na een ivf-behandeling, mogen worden gebruikt. Daar zijn er niet veel van, en bovendien mogen ze zich maar tot veertien dagen buiten de baarmoeder ontwikkelen. Begin dit jaar stelde het wetenschappelijk instituut van het CDA nog voor om dat kweken voor wetenschappelijk onderzoek toe te staan, maar dat is geen verkiezingsthema geworden.

Embryo-wet

De vreemde situatie ontstaat nu, zegt Mastenbroek, dat deze kunstmatige embryo’s niet worden verboden. “Volgens de embryowet zijn het geen embryo’s. In de wet is een embryo gedefinieerd als ‘een cel of geheel van cellen met het vermogen uit te groeien tot een mens’. Dat vermogen hebben deze blastocyst-achtige structuren niet. Dus vallen ze niet onder de wet.”

Bij de evaluatie van de Embryowet, die vorige week aan de Tweede Kamer werd aangeboden, zat de aanbeveling om dit soort kunstmatige embryo’s ook onder de reikwijdte van de wet te laten vallen. Maar dat de restricties alleen zouden moeten gelden voor het geval onderzoekers menselijk leven willen ontwikkelen. Maar als het puur om inzicht in die ontwikkeling gaat, zou een toetsing door ethische commissies voldoende moeten zijn. Mastenbroek: “Als je de wet zo aanpast, kun je het onderzoek in goede banen leiden. Deze kunstmatige embryo’s kunnen ons enorm helpen in het onderzoek naar allerlei ziektes en aandoeningen, maar ook om de ivf-technieken te verbeteren.”

Anderzijds gaan de ontwikkelingen heel snel. Mastenbroek wijst op een studie die in datzelfde nummer van Nature verscheen. Amerikaanse onderzoekers hadden muizenembryo’s na vijf dagen uit de baarmoeder van hun moeders gehaald en verder gekweekt in een mechanische baarmoeder. Na elf dagen, halverwege de zwangerschap, moesten ze het experiment staken omdat ze de muisjes niet meer met hun kunstmatige navelstreng konden voeden. Maar inmiddels kunnen ze de zwangerschap wel vanaf de bevruchting overnemen.

Mastenbroek: “Onlangs is het gelukt om premature lammeren in een kweeksysteem in het laboratorium te laten voldragen. Er ontbreekt dus alleen nog wat in het midden.”

Lees ook:

Sleutelen aan embryo’s?

De wetenschap peinst er niet over. Maar voor hoe lang nog?

Wat is er eigenlijk mis met kweekembryo’s?

Het Filosofisch Elftal over de vraag 'hoeveel geluk deze techniek oplevert, en hoeveel lijden?’

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2021 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden