Forskere skaber liv ud af stamceller alene
Stamceller fra mus har udviklet sig til tidlige fosterstadier med bankende hjerter. Dansk celleforsker er imponeret.

I videoen ses et kunstigt muse-embryon, altså et foster på et meget tidligt stadie, på 8. dag af sin udvikling. Embryonet har et bankende hjerte, en blommesæk (en lille 'pose', der forsyner embryonet med næringsstoffer, indtil moderkagen overtager funktionen), en begyndende moderkage og blodcirkulation. (Video: Weizmann Institute of Science)

I videoen ses et kunstigt muse-embryon, altså et foster på et meget tidligt stadie, på 8. dag af sin udvikling. Embryonet har et bankende hjerte, en blommesæk (en lille 'pose', der forsyner embryonet med næringsstoffer, indtil moderkagen overtager funktionen), en begyndende moderkage og blodcirkulation. (Video: Weizmann Institute of Science)

Det er for første gang lykkedes forskere at få stamceller fra mus til at udvikle sig til kunstige embryoner, det vil sige meget tidlige stadier af musefostre.

I løbet af otte dage har stamcellerne dannet bankende hjerter, blodcirkulation, hjernevæv, dele af et tarmsystem og begyndende rygmarv. 

Det er altså lykkedes forskerne at efterligne den udvikling af organer, der normalt ville følge efter, at en ægcelle og en sædcelle er smeltet sammen i en befrugtning.

Hidtil har forskere kun kunnet skabe liv med et befrugtet æg som udgangspunkt. Men forskerne bag det nye studie har udviklet en metode, der kan skabe kunstige embryoner ud fra stamceller alene. Du kan læse mere om, hvad et embryon er, i faktaboksen længere nede i artiklen.

Studiet er udgivet i det videnskabelige tidsskrift Cell.

Hvad er stamceller?

Stamceller findes i alle flercellede organismer (f.eks. mennesker, dyr og landplanter). De er umodne, eller ukodede celler, der ikke har specialiseret sig endnu, men som kan udvikle sig til en hvilken som helst type celle: hjerne-, blod-, muskel- og hudceller, for bare at nævne nogle stykker.

Under udviklingen af et foster taler man om embryonale stamceller. De er alle kopier af den befrugtede ægcelle, der er begyndelsen på det hele. De embryonale stamceller er ophav til det væv og de organer, der bliver til et foster. 

Efter fødslen kaldes stamcellerne adulte, og nu er deres opgave at vedligeholde kroppen.

Metode efterligner udveksling med moderkage

Forskerne fra Weizmann Instituttet i Israel bygger i deres nye studie videre på nogle af deres tidligere forskningsgennembrud:

  • Forskerne har tidligere udviklet en metode til effektivt at omkode stamceller, så de vender til en såkaldt ‘naiv tilstand’. Det vil sige stamcellernes tidligste stadie, hvor de har det største potentiale i forhold til at specialisere sig og blive til forskellige celletyper. 
  • De har også lavet et elektrisk styret apparat til at dyrke muse-embryoner uden for en livmoder. Gruppen brugte syv år på at udvikle apparatet.

Ved hjælp af apparatet bliver embryoerne badet i en næringsrig opløsning, der blandt andet består af navlestrengsvæske fra mennesker. Embryoerne ligger i bægre, der holdes i konstant bevægelse.

Opløsningen og bevægelserne skal tilsammen efterligne måden, næring udveksles med moderkagen via blodcirkulation. 

En streng kontrol af ilttilførsel og atmosfærisk tryk er afgørende for udviklingen af embryonerne. 

Sådan ser det ud, når forskerne dyrker de kunstige museembryoner.
Det var kun en brøkdel af stamcellerne, der udviklede sig til embryoner, men studiet har vist, at det er muligt. Efter otte dage stoppede embryonerne med at udvikle sig. Det svarer til omkring en tredjedel af den tid, en mus er drægtig. (Video: Weizmann Institute of Science)

Virkelig imponerende forsøgsopstilling

Forskernes nøjagtighed og uhyggeligt præcise kontrol får stor ros af Karin Lykke-Hartmann, der er professor i biomedicin ved Aarhus Universitet. 

Hun har læst det nye studie for Videnskab.dk, og hun er imponeret.

»Vi forstår nogle ting nu og kan kan teste nogle ting, fordi vi kan følge embryonets udvikling i et reagensglas. Du kan jo ikke se et foster gro inde i maven, men på den her måde, kan du studere udviklingen,« siger hun.

Studiet bygger på »hardcore science«, siger hun, og uddyber, at man skal have en ufatteligt stor grundlæggende viden om genetik for at kunne lave den forsøgsopstilling, forskergruppen har lavet.

Hvad er et embryon?

Fosteret hos pattedyr kaldes et embryon, frem til det tidspunkt, hvor det har udviklet alle de forskellige organer og væv. Det tager cirka otte uger. 

Begyndelsen på det hele er en befrugtning: En ægcelle og en sædcelle skal smelte sammen i kvindens æggeleder, og den befrugtede ægcelle kaldes en zygote.

Zygoten begynder med det samme at dele sig i flere celler og bliver i uge 2 til en blastocyt.

Den består af to dele:

  • Trofoblasten, det ydre cellelag, der ikke indgår i dannelsen af selve fosteret, men i stedet udvikler fosterhinder og moderkage, der skal beskytte og nære fosteret.
  • Embryoblasten, den lille cellehob, der udvikler sig til fosteret - det er herfra man høster 'embryonale stamceller'.

Svært at få til at ‘vækste’

Det svære ved at gro stamceller ‘in vitro’, det vil sige uden for en levende organisme, eksempelvis i et reagensglas, er, at de får de rigtige vækstbetingelser, forklarer Karin Lykke-Hartmann.

»De er ret krævende at få til at vækste. Embryonudvikling kræver den rigtige temperatur og det rigtige tryk, hvis du skal have cellerne til at udvikle sig og blive til det, de skal blive til,« siger hun og fortsætter:

»Det kræver, at man har blik for de tidlige stadier af biologien i embryonet og kan genkende specifikke biomarkører.« 

Præmissen om, at embryonerne er skabt uden æg- og sædcelle, køber hun dog ikke helt.

»De starter med, som de selv siger, at generere embryoner, uden der er æg- og sædceller til stede. Men de her naive stamceller har man jo på et tidspunkt isoleret fra nogle embryoner, der er resultatet af en befrugtning. Det skal vi have med,« siger hun. 

Vi er altså ikke der, hvor mus kan laves ud af ‘ingenting’. 

Fremtidens ‘organ-printer’?

Professor i molekylærgenetik Jacob Hanna, der har ledet studiet, kalder i en pressemeddelelse embryonet for »den bedste 3D-bioprinter« til fremstilling af organer. 

mus embryon stamcelle foster

Øverst et kunstigt skabt embryon, og nederst et naturligt. Begge på 8. dag fra befrugtningen. Det kunstige opnår en lighed med det naturlige på 95 procent i forhold til den indre struktur og i fordelingen af, hvilke celletyper, stamcellerne udvikler sig til. (Foto: Weizmann Institute of Science)

Målet med studiet er således hverken at fremstille mus, eller - gys - mennesker, kunstigt og uden for en livmoder.

Forskerne vil frem for alt gerne blive klogere på, hvordan organer udvikler sig i embryoner og bruge den viden til, på sigt, at helbrede mennesker.

Forestil dig en metode, hvor stamceller dyrkes til kunstige embryoner, der så danner væv og organer, der kan ‘høstes’ og bruges til transplantation.

Karin Lykke-Hartmann tror, at transplantationsperspektivet - selvom det lyder spændende - har lange udsigter.

Man kan kun gisne om, hvordan metoden kan bruges til behandling af sygdomme, og der er forbehold:

  • Det vil være betragteligt sværere at få metoden til at virke på mennesker, end det er på mus
  • Hvis man skal bruge embryonale stamceller som udgangspunkt, er der nogle etiske problemstillinger forbundet med det. Der er en hård regulering af den slags forskning, og det kræver særlige tilladelser. 
    Etiske regler for embryon-eksperimenter

    Det er ulovligt at eksperimentere på et embryon eller et foster i mere end 14 dage efter befrugtning. Det har den videnskabelige organisation International Society for Stem Cell Research vedtaget.

    Længerevarende studier af embryoner kræver, at man søger godkendelse.

    Du kan læse mere om de etiske aspekter ved forsøg, som det her omtalte, i artiklen Gennembrud: Forskere skaber liv uden for livmoder i tre nye studier.

En anden anvendelsesmulighed er i fertilitetsbehandling.

Jacob Hanna har da også allerede grundlagt virksomheden Renewal Bio, der planlægger at bruge metoden til at hjælpe mennesker, der er reproduktivt udfordrede.

For eksempel ved at tage hudceller fra en kvinde med fertilitetsproblemer, omprogrammere dem til stamceller og derefter dyrke kunstige embryoner, der kan bruges til at producere æg, skriver Washington Post.

embryo mus kunstigt liv transplantation væv organer

De kunstige museembryoner dannede mellem dag 1 (øverst til venstre) og dag 8 (nederst til højre) et bankende hjerte, blodcirkulation, hjernevæv, en tarmkanal og et neuralrør, der er en del af det lille foster, som skal udvikle sig til hjerne og rygmarv. (Foto: Weizmann Institute of Science)

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om de utrolige billeder af Jupiter her.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med over en halv million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk