Eineiig – und doch nicht gleich

MÜNSTER. Forscher haben an frühen Mausembryonen entdeckt, dass die ersten zwei Zellen, die nach der ersten Teilung der befruchteten Eizelle entstehen, in den meisten Fällen nicht gleich sind, berichtet das Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin. Diese Unterschiede stellen den Geltungsbereich der Totipotenz in Frage und eröffnen die Möglichkeit, um zu untersuchen, wie die in Kinderwunschkliniken verwendeten Kulturmedien die Embryoentwicklung beeinflussen.

Die Forscher untersuchten Zwillingsembryonen, die aus Zellen entstanden sind, die im Zweizellstadium voneinander getrennt wurden. Anstatt immer gleiche Partner vorzufinden, entdeckte das Team erhebliche Unterschiede: Bei circa 70 Prozent der Zellpaare sind die sich daraus entwickelnden eineiigen Zwillinge nicht gleich (Sci Rep 2017; online 15. August).

Obwohl die Embryonen dieselben Bedingungen erfuhren, zeigten sie unterschiedliche Überlebensfähigkeiten, so Erstautorin Ellen Casser in der Mitteilung. Zudem sei die Verteilung der Zellen in den verschiedenen Gewebetypen in den frühen Embryonen unterschiedlich.

Die größten Unterschiede bemerkten die Wissenschaftler im Epiblast-Gewebe, aus dem später der Fötus entsteht. Dies erkläre wahrscheinlich, warum sich manche Embryonen nicht weiter entwickeln und warum eineiige Zwillinge in der Natur eher selten vorkommen, heißt es in der Mitteilung.

Die Forscher analysierten außerdem die Genaktivität von jeweils 26.000 Genen in den Zellpaaren. Bei nur circa 30 Prozent der Zellpaare konnten sie anhand des Genexpressionsmusters erkennen, dass die Zellen von derselben befruchteten Eizelle stammten. Diese Genanalysen zeigten, dass die Unterschiede schon im Kernmaterial der Zellen verankert sind und nicht erst während der weiteren Entwicklung zur Blastozyste entstehen.

Für die Reproduktionsmedizin berge diese Erkenntnis eine Chance: Die Wissenschaftler können an diesen ungleichen Zellpaaren standardisierte Embryokulturmedien testen, um herauszufinden, ob ein bestimmtes Medium die ungleichen Zellen "gleicher" (oder noch "ungleicher") macht. Ein erster Vergleich an Mausembryonen deute darauf hin, dass bestimmte Kulturmedien die Entwicklungsfähigkeit der Embryonen verbessern können, so das Team.(eb/grz)