Voor het eerst is dankzij een anonieme donor de embryonale ontwikkeling die plaatsvindt tussen dag 14 en 21 in kaart gebracht.

Wetenschappers hebben ondertussen een vrij goed beeld van wat er in latere stadia tijdens de zwangerschap gebeurt. Dit zijn de fases waarin het baby’tje groeit en organen zich vormen. We weten echter nog maar weinig over de gastrulatie; een fase aan het begin van de embryonale ontwikkeling kort nadat een embryo zich in de baarmoeder heeft genesteld. Maar een unieke gift van een anonieme donor brengt daar nu verandering in.

Meer over de gastrulatie
Gastrulatie is een fase aan het begin van de embryonale ontwikkeling van de meeste dieren. Dit stadium vindt plaats tussen dag 14 en 21 na de bevruchting. In deze fase wordt een enkellaags embryo getransformeerd in een meerlagige structuur die de gastrula heet. Bovendien worden nu de drie belangrijkste cellagen gevormd die later de weefsels, organen en systemen van het menselijk lichaam zullen vormen.

Op dit moment geldt de regel dat onderzoekers menselijke embryo’s niet langer dan twee weken in het laboratorium mogen laten groeien. Na dit punt moeten embryo’s worden vernietigd. Deze ’14 dagen-regel’ verhindert echter onderzoek naar een hele belangrijke periode, de gastrulatie, die juist 14 dagen na bevruchting begint. Dit betekent dat het momenteel nog niet mogelijk is om dit cruciale stadium in gekweekte menselijke embryo’s te bestuderen. Daarom is onze kennis van de gastrulatie grotendeels gebaseerd op studies met dieren.

Unieke gift
Een unieke gift van een anonieme donor geeft ons nu echter een bijzonder inkijkje in deze cruciale, maar nog altijd mysterieuze fase in de embryonale ontwikkeling. De donor gaf de onderzoekers toestemming om het embryonaal materiaal, dat voortkwam uit de beëindiging van haar zwangerschap, te bestuderen. Het monster werd geschat op ongeveer 16 tot 19 dagen oud. Dergelijke monsters uit zo’n vroeg stadium van de zwangerschap zijn uiterst zeldzaam. “Veel mensen zouden nog niet eens weten dat ze zwanger zijn,” zegt onderzoeker Richard Tyser.

Analyse
Dankzij de gift hebben wetenschappers voor het eerst licht kunnen werpen op de gastrulatiefase dat nog nooit volledig in kaart is gebracht bij mensen. “Het is voor het eerst dat een embryo in dit ontwikkelingsstadium met moderne technologie zo gedetailleerd is bestudeerd,” aldus Tyser. Met behulp van vernuftige instrumenten waren de onderzoekers in staat om de individuele cellen van het embryo nauwgezet te bekijken. Het team ontdekte elf verschillende celtypen. Terwijl de meeste van deze cellen nog onvolgroeid waren, ontdekten ze de aanwezigheid van zowel bloedcellen, als de voorlopers van geslachtscellen. De onderzoekers troffen in het embryo geen neurale cellen of andere celtypen aan die verband houden met het zenuwstelsel.

Het bestudeerde embryo. Links: de schematische versie. Rechts: Het 16-19 dagen oude embryo. Afbeelding: Oxford University

De analyse van het unieke monsters helpt wetenschappers om de leemte in onze kennis van de vroege menselijke embryogenese op te vullen. “Het nieuwe monster is de brug die het zeer vroege ontwikkelingsstadium verbindt met de latere stadia waarin organen zich beginnen te vormen,” legt Tyser uit. “Deze schakel in de mens was voorheen een zwarte doos, dus we waren aangewezen op andere modelorganismen zoals de muis. Geruststellend is dat we nu hebben kunnen aantonen dat de muis goed modelleert hoe een mens zich op moleculair niveau ontwikkelt. Dergelijke modellen leverden al waardevolle inzichten op. Maar nu kan dit onderzoek verder worden verrijkt doordat we licht in die zwarte doos kunnen werpen en beter zien hoe het bij mensen precies in zijn werk gaat.”

De onderzoekers stellen dat de bevindingen uit de studie, gepubliceerd in het vakblad Nature, ook een belangrijke bijdrage leveren aan het voortdurende debat in de wetenschappelijke gemeenschap over de heroverweging van de 14 dagen-regel. Halverwege dit jaar werd bekend dat er, onder strikte voorwaarden, mogelijk een versoepeling van deze regel aan zit te komen. De richtlijnen zullen in 2026 worden herzien.