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In einer bahnbrechenden Entwicklung haben Forscher in den Vereinigten Staaten erfolgreich frühe menschliche Embryonen erzeugt, indem sie DNA aus adulten Hautzellen manipulierten und diese anschließend mit Spermien befruchteten.
Diese neuartige Technik birgt das Potenzial, Unfruchtbarkeit aufgrund von Alter oder Krankheit zu umgehen, indem sie effektiv fast jede Zelle im Körper als Grundlage für die Entstehung von Leben nutzt.
Darüber hinaus könnte der Fortschritt den Weg für gleichgeschlechtliche Paare ebnen, Kinder zu zeugen, die genetisch mit beiden Partnern verwandt sind.
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass erhebliche Verfeinerungen erforderlich sind – möglicherweise über ein Jahrzehnt hinweg –, bevor Fruchtbarkeitskliniken überhaupt eine Umsetzung in Erwägung ziehen könnten.
Experten haben den Durchbruch als bemerkenswert gelobt und die Notwendigkeit eines offenen öffentlichen Diskurses über die sich entwickelnden Möglichkeiten in der Reproduktionswissenschaft betont.
Historisch gesehen wurde die Fortpflanzung als die einfache Vereinigung von Sperma und Eizelle verstanden, die in der Embryonenbildung und anschließenden Geburt gipfelt.
Nun stellen wissenschaftliche Fortschritte diese grundlegenden Prinzipien in Frage, wie das vorliegende Experiment mit menschlichen Hautzellen zeigt.
Die vom Forschungsteam der Oregon Health and Science University angewandte Methodik beinhaltet die Extraktion des Zellkerns, der den vollständigen genetischen Bauplan enthält, aus einer Hautzelle.
Dieser Zellkern wird dann in eine Spender-Eizelle transplantiert, aus der das eigene genetische Material entfernt wurde.
Bis zu diesem Zeitpunkt ähnelt die Technik derjenigen, die bei der Erzeugung von Dolly dem Schaf, dem bahnbrechenden geklonten Säugetier, das 1996 geboren wurde, verwendet wurde.
Die modifizierte Eizelle ist jedoch aufgrund des Vorhandenseins eines vollständigen Chromosomensatzes nicht sofort für die Befruchtung empfänglich.
Menschen erben 23 Chromosomen von jedem Elternteil, also insgesamt 46, eine Menge, die bereits in der modifizierten Eizelle vorhanden ist.
Daher erfordert der nächste Schritt, die Eizelle zu veranlassen, die Hälfte ihrer Chromosomen abzuwerfen, ein Prozess, den die Forscher als „Mitomeiose“ bezeichnet haben, ein Kofferwort aus Mitose und Meiose, den beiden Hauptarten der Zellteilung.
Die Studie, veröffentlicht im Journal Nature Communications, beschreibt die Erzeugung von 82 funktionsfähigen Eizellen, die anschließend mit Spermien befruchtet wurden. Einige von diesen entwickelten sich bis zu den frühen Stadien der Embryonalentwicklung, wobei keine über sechs Tage hinaus entwickelt werden durfte.
„Wir haben etwas erreicht, das für unmöglich gehalten wurde“, erklärte Prof. Shoukhrat Mitalipov, Direktor des Zentrums für embryonale Zell- und Gentherapie der Oregon Health and Science University.
Die Technik ist noch unvollkommen, da die Eizelle zufällig auswählt, welche Chromosomen eliminiert werden sollen. Idealerweise sollte sie von jeder der 23 Arten eines behalten, um Krankheiten abzuwenden, aber stattdessen enthält sie oft Duplikate von einigen und Auslassungen von anderen.
Darüber hinaus ist die Erfolgsrate niedrig (ca. 9 %) und den Chromosomen fehlt ein entscheidender Prozess der DNA-Neuanordnung, der als Crossing-over bekannt ist.
Prof. Mitalipov, ein anerkannter Pionier auf diesem Gebiet, kommentierte: „Wir müssen es perfektionieren.“
„Letztendlich denke ich, dass dies die Richtung sein wird, in die sich die Zukunft bewegt, weil es immer mehr Patienten gibt, die keine Kinder bekommen können.“
Diese Technologie steht im Einklang mit dem aufkeimenden Gebiet der In-vitro-Gametogenese, die darauf abzielt, Spermien und Eizellen außerhalb des Körpers zu produzieren.
Obwohl sie sich noch im Bereich der wissenschaftlichen Entdeckung und nicht der klinischen Anwendung befindet, ist das ultimative Ziel, Paaren zu helfen, die aufgrund fehlender lebensfähiger Spermien oder Eizellen nicht von der traditionellen In-vitro-Fertilisation (IVF) profitieren können.
Dies könnte älteren Frauen mit nicht lebensfähigen Eizellen, Männern mit unzureichender Spermienproduktion oder Personen zugutekommen, die durch Krebsbehandlung unfruchtbar geworden sind.
Darüber hinaus definiert dieses Feld das Konzept der Elternschaft neu. Die hier beschriebene Technik kann Hautzellen von einem Mann oder einer Frau verwenden.
Dies eröffnet gleichgeschlechtlichen Paaren die Möglichkeit, Kinder zu bekommen, die genetisch mit beiden Partnern verwandt sind. Beispielsweise könnte bei einem gleichgeschlechtlichen Männerpaar die Haut eines Partners verwendet werden, um die Eizelle zu erzeugen, während die Spermien des anderen Partners für die Befruchtung verwendet werden könnten.
„Zusätzlich zur Hoffnung für Millionen von Menschen mit Unfruchtbarkeit aufgrund fehlender Eizellen oder Spermien würde diese Methode gleichgeschlechtlichen Paaren die Möglichkeit geben, ein Kind zu bekommen, das genetisch mit beiden Partnern verwandt ist“, bemerkte Prof. Paula Amato von der Oregon Health and Science University.
Roger Sturmey, Professor für Reproduktionsmedizin an der University of Hull, bezeichnete die Wissenschaft als „wichtig“ und „beeindruckend“.
Er fügte hinzu: „Gleichzeitig unterstreicht diese Forschung die Bedeutung eines fortgesetzten offenen Dialogs mit der Öffentlichkeit über neue Fortschritte in der Reproduktionsforschung.
„Durchbrüche wie dieser verdeutlichen die Notwendigkeit einer soliden Governance, um Rechenschaftspflicht zu gewährleisten und öffentliches Vertrauen aufzubauen.“
Prof. Richard Anderson, stellvertretender Direktor des MRC Centre for Reproductive Health an der University of Edinburgh, erklärte, dass die Fähigkeit, neue Eizellen zu erzeugen, „ein großer Fortschritt wäre“.
Er räumte ein, dass „es sehr wichtige Sicherheitsbedenken geben wird, aber diese Studie ist ein Schritt, um vielen Frauen zu helfen, ihre eigenen genetischen Kinder zu bekommen.“
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