Tweeling

Door een versnelde uitzetting van de blastocyste - een soort zakje met stamcellen waaruit het nieuwe leven ontstaat - wordt het embryo in tweeën gesplitst. Dat is de allereerste stap in de vorming van een tweeling. Deze nieuwe wetenschappelijke mijlpaal is vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Materials en is een resultaat van een technologisch platform dat sinds enkele jaren steeds diepgaander biologische geheimen ontrafelt en zo de gestuurde groei van cellen, weefsels, organen en embryo’s mogelijk maakt. 

Het doel is om met dit onderzoek verbeterde (bio)medische zorg op grote schaal bereikbaar en betaalbaar te maken. In eerste instantie richt het onderzoek zich nu op de gezonde innesteling en ontwikkeling van embryo's. De synthetische embryo’s maken het mogelijk de eerste cruciale microprocessen die eerder verborgen bleven in de baarmoeder, nu toch te bestuderen.   

Medische toepassingen

Het synthetische embryo uit stamcellen blijkt voldoende werkelijkheidsgetrouw te zijn om bruikbare effectieve kennis over biologische embryo’s te verhogen. Het huidige onderzoek richt zich op praktische toepassingen: het verhoogt de kennis over miskramen en onvruchtbaarheid en kan helpen bij de succesvolle vervulling van een kinderwens of juist bij verbeterde contraceptie. Driekwart van de identieke tweelingen deelt eenzelfde placenta tijdens de zwangerschap. Hoe dit natuurverschijnsel tot stand komt was tot nu toe onduidelijk maar deze vinding werpt daar licht op.

Daarnaast gaan tweelingzwangerschappen vaker gepaard met complicaties die ontstaan tijdens de vroege innesteling. Die kunnen nu in kaart worden gebracht en mogelijk worden voorkomen of behandeld. Verder zal de techniek inzoomen op het ontstaan, diagnose, behandeling en voorkomen van talloze (vroege) menselijke ziektebeelden.

Onderzoeksplatform

In het laboratorium-onderzoek worden de vroege synthetische embryo’s - tot een maximale groei van 14 dagen - in high-throughput rondes van duizenden parallelle experimenten getest. Elke afzonderlijke parallelle test heeft een eigen karakteristieke mix van de groeifactoren en signaalmoleculen. Zo wordt proefondervindelijk vastgesteld welke factoren, (exacte hoeveelheden en timing van) hormonen en andere stoffen de juiste omstandigheden bieden voor een optimale groei van het (tweeling)embryo in de eerste week. 

Onderzoeksleider Erik Vrij: “Voor de groei in de tweede week hebben we een innestelingsplatform, implantation-on-chip, ontwikkeld waarmee we een kleine punctie van baarmoederweefsel van een patiënt op een microfluidische chip uitgroeien en bestuderen om de voorwaarden te vinden voor de best levensvatbare innesteling van het embryo in haar baarmoeder. Hiermee kunnen we straks beter voorspellen of behandelingen na IVF en PGT succesvol zullen zijn.”

Betere zorg op grotere schaal

Grondlegger van MERLN, professor Clemens van Blitterswijk: “Via robotisering en machine-learning bootsen we biologische processen steeds nauwkeuriger na en met de high-throughput methode vergroten we de kans dat we in dit geval een zeldzaam tweelingembryo laten ontstaan. Maar met de ‘gevonden formules’ kunnen we ook weefselspecifieke stamcellen, weefsels en delen van organen maken om patiënten te genezen. Het idee is dat dit in de toekomst mogelijk wordt op een schaal die een groot aantal mensen helpt terwijl de kosten beperkt blijven.”