Ein Gefühl, als wäre der Körper fremdgesteuert, haben schwangere Frauen völlig zu Recht. Schon wenige Tage nach der Empfängnis übernimmt nämlich der Embryo das Kommando im Mutterleib. Das berichtet ein Wiener Forschungsteam im Fachjournal "Cell Stem Cell".

Die Plazenta und die Gebärmutter nähren und schützen den Embryo. Doch der werdende Organismus ist keineswegs passiv: Schon im frühen Entwicklungsstadium, wenn er noch in der Gebärmutter schwimmt, steuert der Embryo die Vorgänge.

Der knapp eine Woche alte Embryo ist eine komplexe, aus rund 200 Zellen bestehende, ballförmige Struktur, die Blastozyste genannt wird. Sie weist über bestimmte Botenstoffe die künftige Plazenta an, sich zu bilden, und gibt der Gebärmutter Befehle, die Einnistung zu ermöglichen, schreibt die Gruppe von Nicolas Rivron vom Institut für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften in Wien.

Im Vorfeld hatte das Team aus Stammzellen gebildete Modelle der Blastozyste entwickelt, "Blastoide" genannt. Rivron und seine Kollegen ließen die Modellorganismen in einem ersten Schritt aus Maus-Stammzellen und später auch aus menschlichen Stammzellen im Labor heranwachsen. Für die Forscher stellen "Blastoide" eine ethische Alternative zur Untersuchung grundlegender Prinzipien der frühen Entwicklung von Säugetieren dar, weil es sich dabei um Zellkulturen, nicht Embryonen handelt. Sie machten ihre Entdeckung anhand von Mäuseblastoiden.

Die Blastozyste besteht aus unterschiedlichen Stammzellen. Aus dem Teil, der die äußere Hülle des Zellballs bildet (Trophoblast), entwickelt sich später die Plazenta. Aus den Zellen im Inneren des Balls entsteht der Embryo (Epiblast). Anhand von Mäuse-Blastoiden konnten die Forscher zeigen, dass die zehn Zellen des Epiblast den 100 Zellen umfassenden Trophoblast anweisen, sich zu erneuern und zu vermehren und das Gewebe der Gebärmutter zu verändern. Die Befehle dazu erteilt der frühe Embryo mittels mehrerer molekularer Botenstoffe.

"Der Embryo investiert in seine eigene Zukunft"

"Auf diese Weise investiert der Embryo in seine eigene Zukunft: Er fördert die Bildung der Gewebe, die in Folge für seine Entwicklung sorgen werden. Der Embryo hat die Kontrolle, indem er den Aufbau einer Umgebung steuert, in der er gut gedeihen kann", erklärt Rivron in einer Aussendung seines Instituts.

Die Wissenschafter fanden außerdem heraus, dass diese molekularen Botenstoffe die Trophoblasten dazu veranlassen, zwei Moleküle, WNT6 und WNT7B, abzugeben. Sie weisen die Gebärmutter an, die Blastozyste zu umschließen, damit sich der Embryo einnisten kann. "Das könnte von großer Bedeutung sein, denn wir haben nachgewiesen, dass diese beiden Moleküle auch von den Trophoblasten der menschlichen Blastozyste freigesetzt werden", erklärt Rivron.

Beim Menschen ist die Einnistung der kritische Faktor einer Schwangerschaft - etwa jede zweite scheitert bereits zu diesem Zeitpunkt. Da die von Rivron und seinem Team identifizierten Moleküle WNT6 und WNT7B auch in menschlichen Blastozysten vorkommen, könnten die Erkenntnisse erklären, warum es oftmals schief geht.

Die Wissenschafter wiederholen ihre Experimente derzeit mit menschlichen Blastoiden und Gebärmutterzellen in der Petrischale, um abschätzen zu können, ob diese grundlegenden Entwicklungsprinzipien auch im frühen Entwicklungsstadium des Menschen erhalten sind. Wenn das der Fall ist, könnte dies zur Verbesserung Verfahren zur künstlichen Befruchtung mit In-vitro-Fertilisation, zur Entwicklung von Fruchtbarkeitsmedikamenten oder zu neuartigen Verhütungsmitteln beitragen, schreiben Rivron und Kollegen.(apa/est)