Die ersten Embryonen eines Säugetiers wurden nun im Weltraum gezüchtet.

Mauserembryos können sich im Weltraum bis zu einem frühen Entwicklungsstadium entwickeln.

In einem Experiment, das 2021 durchgeführt wurde, wurden ein paar hundert gefrorene Zweizellenembryos von Mäusen auf der Internationalen Raumstation aufgetaut und wuchsen über vier Tage hinweg. Von den mehreren Dutzend Embryos, die zur Erde zurückkehrten, bildeten fast ein Viertel gesunde Zellhaufen, die als Blastozysten bekannt sind.

Die Ergebnisse legen nahe, dass die Strahlung und Schwerelosigkeit des Weltraums für die Säugetierfortpflanzung möglicherweise keine unmittelbaren Hindernisse darstellen, berichten Forscher am 27. Oktober in iScience.

Die neue Studie isoliert nur einen Teil des komplizierten Prozesses der Fortpflanzung und Entwicklung. Eine Blastozyste bildet sich normalerweise nach der Befruchtung und nistet sich in die Gebärmutter ein, bevor sie sich zur Plazenta und zum Fetus entwickelt.

Aber das Ergebnis bietet einen Ausgangspunkt für Biologen, sagt Christiane Hahn, eine Raumforscherin am European Space Research and Technology Centre in Noordwijk, Niederlande, die nicht an der Forschung beteiligt war. Mausermbryonen sind die ersten Säugetierembryonen, die im Weltraum gezüchtet wurden, ein wichtiger Schritt, um zu verstehen, wie sich der Weltraum auf die menschliche Fortpflanzung auswirkt. Andere Experimente umfassten Tiere wie Salamander, Reisfische und Wachteln.

Frühere Forschungen legten nahe, dass die Bedingungen im Weltraum besonders schädlich für die frühen Stadien der Reproduktion bei Mäusen sind. Im Weltraum waren die Tiere zu gestresst, um sich zu paaren, und Studien an den Eiern der Nagetiere zeigten, dass sie aufgrund der starken Strahlung mehrere Mutationen aufwiesen. Gefriergetrocknete Mauserspermien blieben jedoch nach einem sechs Jahre langen Aufenthalt auf der Raumstation lebensfähig.

Um diese Herausforderungen zu überwinden, starteten Biologe Teruhiko Wakayama und Kollegen Zweizellenembryos zur ISS. Eine speziell für das Experiment hergestellte Vorrichtung hielt die empfindlichen entwickelnden Zellen. Nachdem das Experiment beendet war, wurden die Zellen zur Analyse zur Erde zurückgeschickt. Von 360 Proben überlebten 72 die Reise, und 17 von ihnen entwickelten sich zu normalen Blastozysten. Die unbeschädigten Zellen vermehrten sich erfolgreich und nahmen neue Identitäten als Vorläufer von fötalem Gewebe oder Plazenta an.

Zukünftige Änderungen des Verfahrens könnten die Erfolgsquote möglicherweise erhöhen, sagt Wakayama von der Universität Yamanashi in Kofu, Japan. Das Fehlen perfekt steriler Bedingungen im Weltraumexperiment habe wahrscheinlich zum Zelltod beigetragen, sagt er.

Blastozysten können außerhalb von Gebärmüttern nicht lange überleben, daher war das Experiment darauf ausgelegt, nur wenige Tage zu dauern. Es ist unklar, wie sich die Zellen während der Entwicklung verhalten würden. In zukünftigen Experimenten möchten die Forscher lebensfähige embryonale Zellen aus Weltraumexperimenten in Mäusen einpflanzen, um Genaueres herauszufinden.

Die Forscher sind besonders daran interessiert, die Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf die Positionierung verschiedener Zellen in einer Blastozyste weiter zu untersuchen. Die Zellen, aus denen der Fetus entsteht, sinken normalerweise alle zum Boden des Zellhaufens und werden von Zellen umgeben, aus denen sich die Plazenta entwickelt. Wenn sich die fötalen Zellen stattdessen an zwei Stellen teilen, würden sie eineiige Maus-Zwillinge erzeugen. Wenn sie sich weiter aufspalten würden, wären die Blastozysten wahrscheinlich nicht lebensfähig.

In der neuen Studie schienen sich drei Viertel der fötalen Vorläufer an der richtigen Stelle anzusiedeln. Aber weitere Forschung ist nötig, um die Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf sich entwickelnde Zellen vollständig zu verstehen.