Stine
Publisert: 17. juni 2021

Nesten gjennomsiktige embryo ligger badet i gylden væske i glassbeholdere som roterer langsomt. Små hjerter banker bak den tynne huden. Det minner om scener fra en science-fiction film, men dette er ingen fremtidsfantasi.

I laboratoriet til Jacob Hanna ved Weizmann Institute of Science i Israel dyrker forskerne museembryo i gjennomsiktige glassbeholdere. Hanna og de andre forskerne har fått til noe ingen andre har klart tidligere: Å få pattedyrembryo til å utvikle organer utenfor det stimulerende og beskyttende miljøet i livmoren.

Museembryoene dyrkes i roterende glassbeholdere der både trykk, oksygen og temperatur er nøye regulert. Alle foto: Jacob Hanna lab.

Fra celleklump til foster

Da museembryoene ble tatt ut av musemor på dag fem etter befruktning kunne de minne om små ubevegelige larver og besto av noen få hundre celler. Men etter ha fått utvikle seg i den kunstige lab-livmoren frem til dag 11 er det lett å kjenne igjen et nesten ferdig, lite museembryo med alle organer: Med begynnende lemmer, egen blodsirkulasjon, en utviklet hjerne og et bankende hjerte. Det er ikke første gang noen forsøker å dyrke embryo utenfor livmoren. Siden 1930- tallet har flere forskere forsøkt å få til dette og flere har kommet et stykke på vei. Befruktede egg kan dyrkes i laboratoriet over noen dager uten utviklingsforstyrrelser. Ved assistert befruktning for mennesker hentes for eksempel egg ut av eggstokkene, befruktes utenfor kroppen og dyrkes i 2-5 dager før det befruktede egget settes tilbake i kvinnens livmor.

De israelske forskerne dyrket befruktede egg fra mus i laboratoriet fra dag 6 til dag 11 etter befruktning. I løpet av disse dagene danner embryoet både lemmer og indre organer. Et musesvangerskap varer i omtrent 20 dager. Foto: Jacob Hanna lab

GENialt har også tidligere skrevet om forskere ved Children’s Hospital of Philadelphia som ved hjelp av en kunstig livmor, en såkalt biobag, har holdt lammefostre i live. Men disse lammene hadde allerede fullt utviklede organer da de ble flyttet ut av mor og over til en kunstig livmor. Det nye med Hanna og kollegaenes forskning er at de har klart å holde embryoene i live gjennom den kritiske fasen fra tidlig embryostadiet til stadiet da alle de viktigste organer er dannet. Slik har de vist at embryoet selv inneholder informasjonen det trenger for å utvikle seg, uten livmorens påvirkning.

Lang tids prøving og feiling

For å få til dette har Hanna og kollegaene hans jobbet systematisk med å teste hvilke betingelser som best støtter embryoutviklingen. De har funnet frem til en egen næringsløsning og utviklet et system som sørger for at trykk, oksygen og temperatur er presist regulert og tilpasset de ulike stadiene i embryoutviklingen. Men det er enda en lang vei å gå før det er mulig å lage museunger helt uten musemor. Et gjennomsnittlig svangerskap for mus er på omtrent 20 dager, og det er foreløpig ikke mulig å holde embryoene i live lenger enn til dag 11 i laboratoriet. Etter dette tidspunktet er embryoene blitt så store at det er vanskelig å sørge for at alle cellene får nok næring og oksygen til fortsatt vekst. Lab-embryoene mangler den viktige blodforbindelsen til mor som skal sørge for å transportere oksygenrikt blod og næringsstoffer til, og avfallsstoffer vekk, fra embryoet. Først når forskerne klarer å løse dette problemet vil det være mulig å flytte hele svangerskapet ut av musemor.

Kontroversiell forskning

Hannas resultater ble publisert i det anerkjente tidsskriftet Nature i mars i år og har allerede fått stor oppmerksomhet i medier verden over. Mange lurer på hvor lang veien er fra å dyrke musefostre utenfor musemor til å dyrke menneskefostre i laboratoriet. Kan det i fremtiden bli mulig for mennesker å reprodusere seg uten mor, og uten graviditet? Hanna sier at han selv enda ikke har brukt metoden til å dyrke menneskeembryo, men utelukker ikke at han vil gjøre dette den dagen etiske retningslinjer og lovverk tillater det.

– Det er veldig viktig å gjøre slike eksperimenter med menneskembryo, fordi vi i dag har så lite informasjon om disse stadiene av menneskelig utvikling, sier Hanna til Science magazine.

Kommentarfeltene til aviser i Israel som omtaler studien viser at det er stor uenighet rundt den nye teknologien også i Hannas eget hjemland: «Hvorfor prøver du å ta Guds plass og lage levende vesener?» spør én. «Dette kan være løsningen på abortproblemet», sier en annen: «kvinner kan bare overføre fostrene de ikke ønsker til en kunstig livmor i stedet for å abortere dem».

Nyttig verktøy

Forskerne legger likevel mest vekt på at den kunstige livmormodellen deres vil bli et viktig verktøy for å studere tidlig embryoutvikling og å lære mer om hvordan organer i embryoet dannes. Prosessene som hittil har vært skjult inne i livmoren kan nå studeres direkte i laboratoriet. Forskerne kan gjøre genetiske endringer i embryo og studere effekten av disse endringene over tid, eller sette inn stamceller og se hvordan disse oppfører seg i embryoet. Modellen gjør det også mulig å undersøke hvordan giftstoffer, sykdomsfremkallende mikroorganismer eller andre miljøstimuli kan påvirke utviklingen til embryoet. Dette kan gi viktig kunnskap om hvorfor det er vanskelig for enkelte å bli gravide, hvorfor mange svangerskap ender med tidlig spontanabort og hvorfor noen fostre ikke utvikler seg slik de skal.

Referanser:
Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03416-3
GENialt https://www.bioteknologiradet.no/2018/05/i-genialt-hvordan-vil-dine-barnebarn-lage-barn/
Science 17 mars 2021, doi:10.1126/science.abi5734
https://www.timesofisrael.com/in-major-breakthrough-artificial-israeli-womb-turns250-cells-into-mouse-fetus/