Synthetische Embryonen: Wie Kühe ohne Sperma oder Eizellen schwanger werden sollen
In diesem Frühjahr erfuhr Jiang, dass das US-Landwirtschaftsministerium diese Skepsis teilt, als es seinen Antrag auf 650.000 US-Dollar an Fördermitteln ablehnte. „Ich wurde kritisiert: ‚Oh, das wird nicht funktionieren‘. Das ist ein hohes Risiko und wenig effizient“, sagt er. „Aber für mich würde dies das gesamte Zuchtprogramm verändern.“
Ein Problem könnten die Ausgangszellen sein. Jiang verwendet embryonale Stammzellen aus Rinderembryonen. Aber diese Stammzellen sind nicht so vielseitig, wie sie sein müssten. Um beispielsweise die ersten Rinderblastoide herzustellen, musste das Team in Texas einen zweiten Zelltyp hinzufügen, der eine Plazenta bilden kann.
Stattdessen werden speziell präparierte „naive“ Zellen benötigt, die besser in der Lage sind, sowohl den Embryo als auch die Plazenta zu bilden. Jiang zeigte eine Powerpoint-Präsentation mit einem großen Raster von verschiedenen Wachstumsfaktoren und Laborbedingungen, die er testet. Wenn man Stammzellen mit verschiedenen Chemikalien wachsen lässt, kann sich das Muster der aktivierten Gene verändern. Die jüngste Charge von Blastoiden, sagt er, wurde nach einem neueren Rezept hergestellt und musste nur mit einem Zelltyp beginnen.
Schlachthof
Jiang kann nicht sagen, wie lange es dauern wird, bis er ein Kalb erzeugen kann. Sein unmittelbares Ziel ist eine Schwangerschaft, die 30 Tage dauert. Wenn ein synthetischer Embryo so lange wachsen kann, so glaubt er, könnte er den ganzen Weg gehen, da „die meisten Schwangerschaftsverluste bei Rindern im ersten Monat auftreten“.
Für ein Projekt, das die Fortpflanzung neu erfinden soll, ist Jiangs Budget nicht besonders groß, und er macht sich Sorgen über die zwei Dollar pro Tag, die er für die Fütterung jeder seiner Kühe ausgeben muss. Bei einem Rundgang durch die tierwissenschaftliche Abteilung der University of Florida öffnete er die Tür zu einem Schlachtraum, einem gewölbten Raum mit Schienen und Ketten über dem Boden, in dem ein Mann in einem Kittel einen Schlauch laufen ließ. Es roch nach frisch gereinigtem Blut.
Hier landete auch Kuh Nr. 307. Nach etwa 20 Embryotransfers in drei Jahren war ihr Gebärmutterhals erschöpft, und sie kam hierher. Sie wurde geschlachtet, ihr Fleisch verpackt und etikettiert und in einem kleinen Laden an der Vorderseite des Gebäudes zu Marktpreisen an die Öffentlichkeit verkauft. Es ist allen an der Universität wichtig, dass die Forschungsobjekte nicht verschwendet werden. „Sie sind Lebensmittel“, sagt Jiang.
Aber die Zahl der Kühe, die er verwenden kann, ist begrenzt. Er hatte 18 frische Färsen für das Experiment, aber was ist, wenn sich nur ein Prozent der Embryonen jemals richtig entwickeln? Das würde bedeuten, dass er 100 Leihmütter bräuchte, um etwas zu sehen. Das erinnert Jiang an die ersten Klonversuche: Dolly, das Schaf, war einer von 277 Versuchen, die anderen verliefen im Sande. „Wie schnell das geschieht, hängt von der Industrie ab. Sie haben eine Menge Tiere. Ohne sie könnte es 30 Jahre dauern“, sagt er.
„Es wird schwer werden“, stimmt Peter Hansen zu, ein angesehener Professor in Jiangs Abteilung. „Aber wer immer es zuerst schafft …“, er lässt den Gedanken nachwirken. „Die In-vitro-Zucht ist das nächste große Ding.“
Die menschliche Frage
Rinder sind nicht die einzige Spezies, an der Forscher das Potenzial synthetischer Embryonen, sich zu Föten weiterzuentwickeln, prüfen. Forscher in China haben mehrmals synthetische Embryonen in die Gebärmutter von Affen verpflanzt. In einem Bericht aus 2023 wurde festgestellt, dass die Transplantate hormonelle Signale einer Schwangerschaft auslösten, obwohl kein Affenfötus entstand.
Da Affen wie wir Primaten sind, werfen solche Experimente eine offensichtliche Frage auf: Wird ein Labor irgendwo versuchen, einen synthetischen Embryo auf einen Menschen zu übertragen? In vielen Ländern wäre dies illegal, und wissenschaftliche Gruppen sagen, dass ein solches Experiment streng verboten werden sollte.
In diesem Sommer wurden die Forscher durch Berichte über superrealistische Modelle menschlicher Embryonen alarmiert, die in Labors im Vereinigten Königreich und in Israel hergestellt worden waren – einige davon schienen nahezu perfekte Nachbildungen zu sein. Um den Spekulationen Einhalt zu gebieten, veröffentlichte die Internationale Gesellschaft für Stammzellenforschung, eine einflussreiche Wissenschafts- und Lobbygruppe, im Juni letzten Jahres eine Erklärung, in der sie feststellte, dass es sich bei den Modellen „nicht um Embryonen“ handele und dass „sie sich nicht so entwickeln können und werden, wie ein Mensch im postnatalen Stadium“.
Einige Forscher befürchten, dass dies eine unbedachte Aussage war. Das liegt daran, dass diese Aussage biologisch widerlegt werden würde, sobald irgendeine Art von Stammzellentier geboren wird. Und viele Spitzenwissenschaftler gehen davon aus, dass das geschehen wird. „Ich glaube, dass es einen Weg gibt. Vor allem bei Mäusen denke ich, dass wir es schaffen werden“, sagt Jun Wu, der die Forschungsgruppe am UT Southwestern Medical Center in Dallas leitet, die mit Jiang zusammengearbeitet hat. „Die Frage ist, wenn das passiert, wie werden wir eine ähnliche Technologie beim Menschen handhaben?“
Jiang glaubt nicht, dass irgendjemand einen Menschen aus Stammzellen machen werde. Er selbst ist sicher nicht daran interessiert. Er ist nur ein Rinderforscher in einer Abteilung für Tierwissenschaften. „Wissenschaftler gehören zur Gesellschaft, und wir müssen uns an ethische Richtlinien halten. Also können wir es nicht tun. Es ist nicht erlaubt“, sagt er. „Aber bei großen Tieren ist es erlaubt. Wir werden dazu ermutigt. Also können wir es möglich machen.”