Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des California Institute of Technology (Caltech) haben einen bedeutenden Fortschritt in der Forschung an Maus-Embryo-Modellen erzielt. Sie verwenden Künstliche Intelligenz (KI), um die Entwicklung normaler Embryo-Modelle aus Stammzellen zu fördern. Laut KIT entwickeln sich nur 20 Prozent der Embryos normal, was die Forschung stark einschränkt. Mit der neuen Methode kann die KI mit fast 90-prozentiger Wahrscheinlichkeit vorhersagen, welche Embryonen sich normal entwickeln. Diese Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift *Nature Communications* veröffentlicht.
In ihrer Studie unterteilten die Forscher die Embryos in zwei Gruppen: normal entwickelte und nicht normal entwickelte. Durch den Einsatz von KI sind sie in der Lage, entscheidende Merkmale der Embryo-Entwicklung zu identifizieren, wie zum Beispiel die Anzahl der Zellen. Zusätzlich kann die KI den kritischen Zeitpunkt feststellen, an dem sich scheinbar normale Embryos nicht mehr korrekt entwickeln. Das übergeordnete Ziel dieser Forschung besteht darin, die zugrunde liegenden Ursachen für diese Abweichungen zu untersuchen und frühzeitig intervenieren zu können.
Neue Ansätze durch synthetische Embryo-Modelle
Die Diskussion um synthetische Embryo-Modelle gewinnt dank neuer Fortschritte an Bedeutung. Laut Informationen von Science Media Center werden sogenannte EPS-Aggregate, auch Blastoide genannt, als vielversprechend angesehen, jedoch bleibt unklar, inwiefern sie Rückschlüsse auf natürliche Entwicklungsprozesse zulassen. Die Verschmelzung von Eizelle und Spermium wird als der evolutionär gefestigte Hauptweg für die Embryogenese betrachtet, während Blastoiden beeindruckende prä-implantative Entwicklungsfähigkeiten zeigen.
Die Herstellung dieser synthetischen Embryonen ist alles andere als trivial, da Blastoiden in speziellen Kulturbedingungen heranwachsen, die von der normalen Entwicklung abweichen. Sie sind analog zu natürlichen Embryonen, jedoch mit wichtigen Unterschieden, und besitzen keine Zona Pellucida, was ihre Entwicklung beeinträchtigen kann. In dem Kontext sind die rechtlichen und ethischen Rahmenbedingungen in Deutschland von zentraler Bedeutung, da dort die Herstellung embryoähnlicher Strukturen unter strengen Regulierungen steht.
Die Zukunft der embryonalen Forschung
Die Arbeiten von Magdalena Zernicka-Goetz von der Universität Cambridge haben ebenfalls für Aufsehen gesorgt. Sie berichtete über die Erzeugung synthetischer menschlicher Embryonen aus Stammzellen, was von Süddeutsche.de aufgegriffen wurde. Diese synthetischen Embryonen sind Zellhaufen, die nicht zu einem vollständigen Menschen heranwachsen können und vor allem als Modelle für regenerative Medizin und Entwicklungsbiologie dienen sollen.
Experten sind sich einig, dass diese Entwicklungen einen bedeutenden Fortschritt innerhalb der Entwicklungsbiologie darstellen. Frühere Versuche mit Tierembryonen zeigen, dass der Anteil an synthetischen menschlichen Embryonen, die in der Lage sind, sich zu entwickeln, gegenwärtig noch nicht die Vollständigkeit des natürlichen Embryos erreichen kann. Die rechtlichen Herausforderungen scheinen angesichts des Potenzials, das diese Forschung birgt, jedoch zunehmend in den Fokus zu rücken. In Deutschland dürfen synthetische Embryonen geforscht werden, sofern embryonale Stammzellen nicht zum Einsatz kommen.
