Anna Tärnhuvud
Die Forschung an menschlichen Embryonen unterliegt einer Politik, die darauf abzielt, verschiedenen moralischen Bedenken Rechnung zu tragen.
Diese Woche berichten zwei Gruppen, dass sie menschliche Embryonen 12-13 Tage lang in vitro erhalten haben1, 2, 3. Normalerweise nisten sich Embryonen etwa am siebten Tag in der Gebärmutterwand ein. Bislang hat niemand berichtet, dass menschliche Embryonen in vitro länger als neun Tage kultiviert wurden4, und nur selten wurden sie länger als sieben Tage gehalten.
Dieser jüngste Fortschritt kommt nur 21 Monate, nachdem die Forscher der Rockefeller University in New York City (von denen einige an den jüngsten Arbeiten zur Embryokultivierung beteiligt sind) bekannt gegeben haben, dass sich einzelne menschliche embryonale Stammzellen unter bestimmten Bedingungen selbst zu Strukturen organisieren können, die den Entwicklungsstadien von Embryonen kurz nach der Einpflanzung entsprechen5, 6 (siehe „Zwei Fortschritte in der menschlichen Entwicklungsbiologie“). Die Zellen wurden aus bereits existierenden Stammzelllinien gewonnen (die von 4-5 Tage alten Embryonen stammen, die von Fruchtbarkeitskliniken gespendet wurden).
Zwei Fortschritte in der menschlichen Entwicklungsbiologie
Ref. 5
Humane embryonale Stammzellen bilden selbstorganisierte räumliche Muster.
Im Jahr 2014 platzierten Forscher der Rockefeller University in New York City menschliche embryonale Stammzellen auf Kunststoffscheiben mit gemusterten Oberflächen, die die Zellclusterbildung unterstützen sollten, und behandelten die Zellen mit einem Knochenwachstumsfaktor5. Nach ein bis zwei Tagen hatten sich die Zellen in radialsymmetrischen Mustern angeordnet. Diese spiegeln – in abgeflachter Form – die Organisation von Embryonen kurz nach der Einnistung in die Gebärmutterwand wider. Von außen nach innen bilden konzentrische Kreise von Zellen jede der drei Keimschichten, aus denen alle fötalen Gewebe entstehen: die Endoderm-, Mesoderm- und Ektodermzellen. Diese In-vitro-Modelle zeigen sogar Anzeichen von primitiven, streifenartigen Regionen.
Diese sich selbst organisierenden Strukturen sind zwar embryoartig, aber im Wesentlichen zweidimensional. Andere In-vitro-Modelle haben ein gewisses Maß an Selbstorganisation gezeigt, wenn menschliche embryonale Stammzellen in 3D-Umgebungen kultiviert werden10.
Alle diese Modelle unterscheiden sich in mehrfacher Hinsicht von implantierten menschlichen Embryonen, die aus einer befruchteten Eizelle hervorgegangen sind. Es ist jedoch plausibel, dass Forscher eines Tages umfassendere 3D-Modelle erstellen könnten6.
Diese Woche berichten Teams unter der Leitung von Forschern der Rockefeller University und der University of Cambridge, UK, dass sie intakte menschliche Embryonen in vitro kultiviert und interpretierbare Bilder bis zum 12. Jedes Team beendete seine Studien am 14. Tag in Übereinstimmung mit den britischen Gesetzen und internationalen Richtlinien.
Die jüngsten Arbeiten geben einen überzeugenden Einblick in die Entwicklung des frühen menschlichen Embryos von einem schwimmenden hohlen Zellball zu einer dreischichtigen Gastrula, die mit der Gebärmutter verbunden ist. Studien an menschlichen Embryonen, die in Kultur gehalten werden, könnten zur Klärung der Frage beitragen, ob selbstorganisierende Strukturen tatsächlich die frühe menschliche Entwicklung nachahmen. Die Verfolgung der morphologischen und molekularen Veränderungen in embryonalen Zellen und der Interaktionen zwischen ihnen während dieser späteren Entwicklungstage in Echtzeit könnte die Zellsignalwege aufklären, die die Organisation des Embryos und die Gewebebildung steuern.
Diese Techniken könnten Licht auf die Störungen werfen, die zu frühen Schwangerschaftsverlusten und Geburtsfehlern führen, und klinische Anwendungen der Stammzellenforschung erleichtern. In Verbindung mit Gen-Editing-Tools könnten sie sogar dazu beitragen, die Rolle bestimmter Gene in der menschlichen Entwicklung zu bestimmen.
Im Prinzip könnten diese beiden Forschungslinien dazu führen, dass Wissenschaftler alle Aspekte der frühen menschlichen Entwicklung mit noch nie dagewesener Präzision untersuchen können. Diese Fortschritte bringen die menschliche Entwicklungsbiologie jedoch auch auf Kollisionskurs mit der „14-Tage-Regel“ – einer rechtlichen und regulatorischen Grenze, die seit Jahrzehnten die In-vitro-Forschung an menschlichen Embryonen auf den Zeitraum vor dem Auftreten des „primitiven Streifens“ beschränkt. Dabei handelt es sich um ein schwaches Band von Zellen, das den Beginn der Kopf-Schwanz-Achse eines Embryos markiert.
Die 14-Tage-Regel hat sich als wirksam erwiesen, um die Embryonenforschung innerhalb strenger Grenzen zu ermöglichen – zum Teil deshalb, weil es für die Wissenschaftler eine technologische Herausforderung war, sie zu durchbrechen. Nun, da die Kultivierung menschlicher Embryonen über 14 Tage hinaus möglich zu sein scheint, ist es von entscheidender Bedeutung, mehr Klarheit darüber zu schaffen, wie die Regel auf die verschiedenen Arten der Embryonenforschung in den verschiedenen Rechtsordnungen anzuwenden ist. Darüber hinaus ist es angesichts der sich entwickelnden Wissenschaft und ihres potenziellen Nutzens wichtig, dass Regulierungsbehörden und besorgte Bürger über die Art der Beschränkung nachdenken und ihre Vor- und Nachteile neu bewerten.
Politisches Instrument
Die 14-Tage-Beschränkung wurde erstmals 1979 vom Ethik-Beirat des US-Ministeriums für Gesundheit, Bildung und Soziales7 vorgeschlagen. Sie wurde 1984 vom Warnock-Komitee im Vereinigten Königreich8 und 1994 vom Human Embryo Research Panel9 der US National Institutes of Health befürwortet.
In mindestens 12 Ländern ist diese Grenze in den Gesetzen über die assistierte Reproduktion und die Embryonenforschung verankert (siehe „Internationale Vereinbarung“). Die Regel ist auch in zahlreichen von Regierungen in Auftrag gegebenen Berichten und in wissenschaftlichen Leitlinien für die Embryonenforschung und die Forschung im Bereich der assistierten Reproduktion verankert. Dazu gehören Chinas ethische Leitprinzipien für die Forschung an menschlichen embryonalen Stammzellen aus dem Jahr 2003 und Indiens Leitlinien für Stammzellenforschung und -therapie aus dem Jahr 2007.
Einige Versionen der Regel beziehen sich auf Embryonen, die auf beliebige Weise erzeugt wurden; andere gelten nur für Produkte der Befruchtung. Einige beziehen sich ausdrücklich auf die Gastrulation (wenn drei verschiedene Zellschichten erscheinen) oder die Bildung des primitiven Streifens; andere erwähnen nur die 14 aufeinanderfolgenden Tage der Entwicklung. In den meisten Fällen scheint jedoch das Entwicklungsstadium entscheidend zu sein, das der 14. Tag typischerweise darstellt, und nicht die Anzahl der aufeinanderfolgenden Tage in der Kultur.
Die Bildung des Primitivstreifens ist von Bedeutung, weil sie den frühesten Punkt darstellt, an dem die biologische Individuation eines Embryos gewährleistet ist. Vor diesem Zeitpunkt können sich Embryonen in zwei Teile spalten oder miteinander verschmelzen. Manche Menschen folgern daher, dass in diesem Stadium ein moralisch bedeutsames Individuum entsteht.
Über den Zeitpunkt in der Entwicklung, an dem ein menschlicher Embryo einen ausreichenden moralischen Status erlangt, um die Forschung an ihm zu verbieten, gehen die Meinungen jedoch auseinander. Einige sind beispielsweise der Meinung, dass die Grenze bei der Befruchtung liegt; andere argumentieren, dass sie erst viel später erreicht wird, nämlich dann, wenn sich der Embryo zu einem Fötus entwickelt, der Schmerzen empfinden, Gehirnaktivität zeigen oder außerhalb des Mutterleibs überleben kann.
Die Wiederaufnahme der 14-Tage-Regel könnte dazu verleiten, die philosophische Kohärenz der Grenze als ethischen Grundsatz, der auf biologischen Fakten beruht, zu rationalisieren oder anzugreifen. Dies führt zu einem falschen Verständnis der Beschränkung. Die 14-Tage-Regel war nie als helle Linie gedacht, die den Beginn des moralischen Status menschlicher Embryonen markiert. Vielmehr handelt es sich um ein Instrument der öffentlichen Politik, das einen Raum für wissenschaftliche Untersuchungen schaffen und gleichzeitig die verschiedenen Ansichten über die Forschung an menschlichen Embryonen respektieren soll.
Tatsächlich war die 14-Tage-Regel als Instrument der öffentlichen Politik außerordentlich erfolgreich. Sie bietet einen klaren und rechtlich durchsetzbaren Stopp für die Forschung, weil der primitive Streifen sichtbar identifiziert werden kann und es möglich ist, die Anzahl der Tage zu zählen, die ein Embryo in einer Schale gezüchtet wurde. Die beiden extremen Alternativen – völliges Verbot der Embryonenforschung oder keinerlei Beschränkungen für die Verwendung von Embryonen – wären in einer pluralistischen Gesellschaft nicht gut für die öffentliche Ordnung gewesen.
Zwei Ziele
Wissenschaftliche Fortschritte veranlassen nun dazu, andere seit langem etablierte Forschungspolitiken neu zu bewerten. So hat es sich beispielsweise als schwierig erwiesen, den früheren Konsens zwischen Geldgebern, Aufsichtsbehörden und Forschern aufrechtzuerhalten, dass die gentechnische Veränderung menschlicher Zellen zulässig ist, solange es sich bei diesen Zellen nicht um Sperma, Eizellen oder Embryonen handelt. Die klinische Anwendung von Mitochondrien-Ersatztherapien – die vererbbare Veränderungen bei künftigen Generationen verursachen – wurde letztes Jahr von der britischen Regierung genehmigt und Anfang dieses Jahres von einem Ausschuss des US Institute of Medicine als „ethisch zulässig“ eingestuft.
Manch einer könnte aus solchen Entwicklungen den Schluss ziehen, dass die politischen Entscheidungsträger die Grenzen zweckmäßigerweise neu definieren, wenn sie für die Wissenschaft unbequem werden. Wenn Einschränkungen wie die 14-Tage-Regel als moralische Wahrheiten betrachtet werden, wäre ein solcher Zynismus gerechtfertigt. Versteht man sie jedoch als Instrumente, die ein Gleichgewicht zwischen der Ermöglichung von Forschung und der Aufrechterhaltung des öffentlichen Vertrauens herstellen sollen, so wird deutlich, dass die Grenzen legitimerweise neu kalibriert werden können, wenn sich die Umstände und die Einstellungen ändern.
Jede Entscheidung zur Überarbeitung der 14-Tage-Regel muss jedoch davon abhängen, wie gut alle vorgeschlagenen Änderungen die beiden Hauptziele der Regel aufrechterhalten können: die Unterstützung der Forschung und die Berücksichtigung verschiedener moralischer Bedenken.
Die Regel wurde durch die Konvergenz der Beratungen verschiedener nationaler Ausschüsse über Jahrzehnte hinweg zu einem Standardbestandteil der Aufsicht über die Embryonenforschung. Hunderte von medizinischen und wissenschaftlichen Verbänden haben Empfehlungen abgegeben, und Dutzende von öffentlichen Foren wurden abgehalten. Jegliche formale Änderung dieser Regel sollte durch ähnliche Prozesse der Konsensbildung unter Einbeziehung von Experten, politischen Entscheidungsträgern, Patienten und besorgten Bürgern erfolgen.
Die Diskussion sollte angesichts des globalen Charakters dieser Forschung im Grunde auf internationaler Ebene beginnen – obwohl die angemessene Berücksichtigung lokaler kultureller und religiöser Unterschiede auch Debatten auf nationaler Ebene erfordern würde. Erschwerend kommt hinzu, dass eine Überarbeitung der 14-Tage-Regel in vielen Ländern eine Gesetzesänderung erfordern würde. Die Art des internationalen Diskurses, die wir uns vorstellen, könnte jedoch lokale Entscheidungen zur Änderung von Gesetzen oder Forschungspolitik erleichtern und informieren.
Es gibt Präzedenzfälle für diese Art des internationalen Diskurses. Als Reaktion auf die Entwicklung leistungsfähiger Gen-Editing-Technologien wie CRISPR-Cas9 veranstalteten die Nationale Akademie der Wissenschaften der USA, die Nationale Akademie der Medizin der USA, die Royal Society Großbritanniens und die Chinesische Akademie der Wissenschaften im Dezember letzten Jahres gemeinsam ein internationales Gipfeltreffen, um die durch die Forschung aufgeworfenen wissenschaftlichen, ethischen und politischen Fragen zu diskutieren. Die zweite Komponente dieser Initiative – eine wissenschaftliche und politische Untersuchung und ein Bericht über die Bearbeitung menschlicher Gene – ist noch nicht abgeschlossen.
Ein Weg nach vorn
Wissenschaftler spielen in diesem Prozess eine entscheidende Rolle. Als 1985 die Rechtmäßigkeit der Forschung an menschlichen Embryonen im Vereinigten Königreich durch einen Gesetzentwurf des Parlaments bedroht war, appellierten die Herausgeber von Nature an die Embryologen, ihre Forschung und deren Bedeutung zu erläutern, um die politischen Entscheidungsträger und die Öffentlichkeit aufzuklären, bevor unangemessene Beschränkungen für die Forschung beschlossen würden (siehe Nature 314, 11; 1985).
Heute sollten sich die Forscher der menschlichen Entwicklungsbiologie in ähnlicher Weise mit der Öffentlichkeit darüber austauschen, was sie tun und warum es wichtig ist. Und sie sollten erwägen, ihre Experimente so zu gestalten, dass sie zwar die Entdeckung vorantreiben, aber auch die moralischen Bedenken der Menschen berücksichtigen.
In der unmittelbaren Zukunft sollten Forscher eng mit ihren lokalen Forschungsaufsichtsausschüssen zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass sie nicht Gefahr laufen, gegen geltende Gesetze oder Richtlinien zu verstoßen. Derzeit gibt es in einigen Ländern Unklarheiten über die rechtliche Definition des Begriffs „menschlicher Embryo“ und Unsicherheiten über das biologische Potenzial selbstorganisierender, embryoähnlicher Strukturen6.
Nächste Woche wird die Internationale Gesellschaft für Stammzellenforschung (ISSCR) ihre überarbeiteten Leitlinien für die Stammzellenforschung veröffentlichen. Diese Richtlinien sind das Ergebnis einer multinationalen, interdisziplinären Arbeitsgruppe (zu der auch einer von uns, I.H., gehörte) mit Beiträgen von Interessengruppen aus der ganzen Welt. Eines der Ziele dieser Richtlinien ist es, einen Rahmen für diejenigen zu schaffen, die sich Gedanken darüber machen, wie die Forschungsaufsicht angesichts neuer Formen der Embryonenforschung ablaufen sollte.
Kurzfristig sind wir der Meinung, dass der vom ISSCR empfohlene Ansatz für die Aufsicht über Arbeiten mit menschlichen Embryonen einen praktischen Weg nach vorn bietet – insbesondere, wenn er durch Beiträge von Vertretern der vielen beratenden Ausschüsse ergänzt wird, die die 14-Tage-Regel angenommen haben. Offensichtliche Kandidaten sind die britische Human Fertilisation and Embryology Authority, die US National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine sowie das chinesische Ministerium für Wissenschaft und Technologie und das Gesundheitsministerium.
Eine enge Zusammenarbeit zwischen diesen Organisationen könnte dazu beitragen, eine öffentliche Gegenreaktion und die Einführung reaktiver, restriktiverer Beschränkungen für die Forschung zu verhindern.