EN / DA
Sygdom og behandling

Kunstige fostre kan hjælpe med at få styr på graviditeter

2 ud af 3 kunstige befrugtninger lykkes ikke. Hovedårsagen er, at det befrugtede æg ikke sætter sig fast i livmoderen. Alligevel ved man meget lidt om, hvorfor det ikke sker, fordi det hidtil har været nærmest umuligt at studere. Nu er det lykkedes en gruppe forskere at skabe kunstige fostre i mus. Målet er at forstå og kurere barnløshed samt studere, hvordan sygdomme generelt udvikler sig og kan behandles.

Den lille hob på kun godt 100 celler fylder knap bredden af et hår. Alligevel udgør den et højt organiseret og kommunikerende cellenetværk. Situationen er nemlig kritisk. Hvis signalerne mellem de indre fosterceller og den ydre kappe af celler fejler, så går livet til grunde. Selv om denne del af livets udvikling er blandt de allermest kritiske, er viden om den meget sparsom, da den er vanskelig at studere. Nu er det lykkedes en gruppe af forskere at genskabe udviklingsprocessen i laboratoriet, så de kan studere de kritiske processer.

”Både de indre embryonale stamceller og de ydre placentale stamceller kan dyrkes og studeres i laboratoriet, men nu har vi formået at få dem til at tale sammen og organisere sig til at danne de tidlige stadier af et foster,” forklarer studiets hovedforfatter, adjunkt Nicolas Rivron fra Faculty of Health, Medicine and Life Sciences på Maastricht University.

Behandling af barnløshed

Det videnskabelige gennembrud er offentliggjort i Nature, blandt andet fordi det i årtier har været forsøgt at gøre, hvad forskerne nu har gjort. Den unikke teknik, der er forfinet af Nicolas Rivron og hans kolleger, gør det muligt systematisk at isolere og teste et lille antal stamceller, der skal samles, samt give dem en meget præcist afmålt cocktail af signalstoffer. De betingelser gør, at cellerne begynder at tale sammen.

"Det fantastiske er, at vi nu kan se dem kommunikere og udveksle signaler for spontant at danne strukturer, der i bemærkelsesværdig grad ligner et naturligt musefoster – med den markante forskel, at det ikke udvikler sig til en faktisk mus."

Når de bliver overført til musens livmoder, dannes de syntetiske fostre korrekt, og livmoderen danner også en hinde omkring den for at starte graviditeten. Forskerne har dog ingen ambitioner om at skabe kunstige mus eller mænd. Deres mål er at forstå, hvad der er nødvendigt, for at et foster dannes og vokser, ved hjælp af et mere realistisk in vitro-modelsystem og desuden forstå, hvilke gener der skal aktiveres, for at cellerne deler sig, organiserer sig og sætter sig fast i livmoderen.

"Vores system gør det muligt for os at måle arten og funktionen af de signaler, cellerne sender til hinanden, og hvordan det påvirker fosteret. Vi havde faktisk forventet, at de ydre placenta-stamceller ville være dem, der tager sig af de indre embryonale celler, men vores målinger viste det modsatte: Det er de embryonale stamceller, der sender talrige signaler og derved styrer placentale stamceller, så de formerer sig, organiserer sig og fastgør sig til livmoderen."

Test af lægemidler til familieplanlægning

At forstå de grundlæggende begreber omkring fostres første tid i livmoderen giver ny viden om, hvorfor disse processer undertiden går galt. På længere sigt håber forskerne at overføre det, de lærer, til mennesker for derved at skabe nye løsninger på præventions- og infertilitetsproblemer eller forbedre in vitro-fertilitetsbehandlinger.

"Vi har brug for bedre muligheder for, at kvinder selv kan bestemme, om de vil have et barn og hvornår. Muligheden for at vælge påvirker både kvinders sundhed, uddannelse og karriere og påvirker derved også både børnene og ægteskabers stabilitet.”

Rundt omkring i verden er graviditet ikke altid et valg, og både WHO og Bill & Melinda Gates Foundation har netop sat udnævnt familieplanlægning til at være et væsentligt global sundhedsproblem, der skal løses for at opnå ligestilling. For eksempel er nye præventionsmidler med begrænsede bivirkninger og bedre tilpasset befolkningen nødvendige. I takt med at flere kvinder kommer ud på arbejdsmarkedet, får de børn stadigt senere, og det har ført til et kraftigt fald i fertiliteten.

"Kvinder skal være i stand til bedre at planlægge deres graviditet uden at mindske deres chance for at få et barn. Alt i alt giver familieplanlægning et enormt løft i forhold til at sikre kvindernes sundhed og selvbestemmelse, samtidig med at de støtter udviklingen af samfundet. Og her kan vores nye forskning og videnskaben forhåbentlig også hjælpe."

Nicolas Rivron holdt i maj 2018 oplæg på Copenhagen Bioscience Conferences, der afholdes med støtte fra og på initiativ af Novo Nordisk Fonden.  Artiklen “Blastocyst-like structures generated solely from stem cells”  udkom i Nature i maj 2018. 

Nicolas Rivron
Assistant Professor
Our laboratory gathers scientists and engineers developing novel model systems of organs and organisms to investigate the design principles governing development. My general interests are in understanding how genetically encoded molecular programs yield the organisation into complex multicellular structures. I began my research career studying how the cells of blood vessels sense their chemical and physical environments to organize. My research has then shifted towards the utilization of stem cells to study how the early embryo forms. This led to the in vitro formation of the blastoid, a synthetic blastocyst with the potential to implant in utero. Our research is grounded in fundamental stem cell biology using mouse and human embryonic and reprogrammed stem cells and in technologies using high throughput screenings in microsystems, single molecule imaging and single cell RNA sequencing in 3D model systems, organs and mouse embryos. Along with our epidemiologist, geneticist and clinician collaborators, we aim at using stem cell-based embryos to tackle the global health problems of infertility and understand the embryonic origin of chronic diseases.