forskning med mänskliga embryon är fylld, så vissa forskare skapar syntetiska embryon från stamceller.Kredit: Juan Gartner / Vetenskapsfotobibliotek / Getty
forskare kan nu skapa klumpar av celler som liknar mänskliga embryon, vilket ger hopp om att de kunde studera de svårfångade första stadierna av mänsklig utveckling samtidigt som man undviker de etiska problem som gör det svårt att studera faktiska mänskliga embryon. Men eftersom dessa embryomodeller-där mänskliga stamceller omvandlas till embryoliknande strukturer vars tillväxt speglar mer avancerade stadier av embryonutveckling-växer i popularitet, säger amerikanska forskare att de finner det allt svårare att få federal finansiering för sådant arbete.
US National Institutes of Health har och finansierar fortfarande arbete med embryoliknande strukturer. En talesman berättade för Nature att byrån anser bidragsansökningar som involverar modeller som ”kan betraktas som en organism” på en ”från fall till fall” och citerade en bestämmelse i federal lag som kallas Dickey-Wicker-ändringen, som hindrar regeringen från att finansiera forskning som skapar eller förstör mänskliga embryon.
men förbudet, som dateras till 1996, infördes före tillkomsten av tekniker som producerar embryoliknande strukturer från stamceller. Forskare som arbetar med sådan forskning säger att de behöver tydligare vägledning om vad som är berättigat till federal finansiering.
” skriften på väggen är att syntetiska embryon är out of bounds med NIH. Nästa steg i vetenskapen är inte tillåtet”, säger Eric siggia, en fysiker som studerar utvecklingssystem vid Rockefeller University i New York City.
mitt i denna växande kritik har byråns Office of Science Policy bett US National Academies of Sciences, Engineering and Medicine (NASEM) att vara värd för en dagslång workshop för att lägga fram den senaste utvecklingen i experiment med embryoliknande strukturer. På NIH: s begäran innehåller mötet den 17 januari i Washington DC inga presentationer om etik eller regler.
NASEM-mötet kommer att hjälpa människor att ”bättre förstå några av de okända som är förknippade med detta växande fält”, Carrie Wolinetz, NIH-tillförordnad stabschef och biträdande chef för vetenskapspolitik skrev i ett blogginlägg förra året.
” kan forskning som involverar olika modeller av aspekter av mänsklig embryonutveckling stödjas av NIH? Svaret är ”det beror”, ” tillade hon.
Sticky wicket
Embryoforskning i USA har länge varit fylld. Dickey-Wicker-ändringen har förnyats varje år sedan 1996, i den årliga utgiftsräkningen som finansierar NIH. Amerikanska forskare styrs också av en internationellt erkänd etisk riktlinje som kallas 14-dagarsregeln, som begränsar embryoforskningen till tvåveckorsperioden efter befruktning.
i juni stoppade president Donald Trumps administration fostervävnadsforskning av regeringsforskare och införde ett krav på att eventuella bidragsansökningar som involverar sådant material genomgår en ytterligare etikgranskning.
ingen av dessa lagar och riktlinjer behandlar specifikt de alltmer komplexa samlingar av celler som har visat sig efterlikna de tidiga stadierna av mänsklig embryonutveckling och att belysa processer som annars är svåra att studera. Avgörande är att embryoliknande strukturer inte bildas av ett ägg och spermier, som verkliga embryon är. Forskare säger att det är oklart om eller hur befintliga riktlinjer tillämpas på forskning om strukturerna.
Siggia och hans Rockefeller-kollega Ali Brivanlou, en utvecklingsbiolog, lämnade in en lägesrapport till NIH 2018 om ett bidrag för att studera mekanismerna genom vilka kolonier av embryonala stamceller organiserar sig. Siggia säger att de fick höra av personal vid byråns National Institute of General Medical Sciences att skära några planer där embryonala celler interagerade med ”extra-embryonala” celler — vävnad som växer in i moderkakan och andra strukturer som ger näring till ett embryo.
Siggia säger att detta var förvånande eftersom detta tillägg skulle vara nästa steg i experimentell design. Men NIH balked, säger han. ”Blandningen av extra-embryonala och embryonala celler kunde få vad någon skulle tolka som ett embryo-och de ville inte gå någonstans nära det.”
”vi var tvungna att skicka in planer för nästa år och ta bort vissa ämnen, och sedan gick det framåt”, säger Siggia om lägesrapporten. På senare tid upprepade anställda vid NIHS Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development det meddelandet när de diskuterade ett annat bidrag med siggia.
en NIH-talesman sa att byrån inte kommenterar ofinansierade bidragsansökningar.
Rockefeller-gruppen är inte den enda som anpassar sina planer så att den kan fortsätta sitt arbete. Aryeh Warmflash, en stamcellsbiolog vid Rice University i Houston, Texas, säger att han inte ansöker om federal finansiering för arbete som använder embryoliknande strukturer för att studera fasen av embryonutveckling som kallas gastrulation, ett område där han har gjort banbrytande arbete. ”Det verkar inte vara värt ansträngningen”, säger Warmflash. Istället vänder han sig till privata finansiärer.
okänt territorium
Fu Jianping, en bioingenjör vid University of Michigan i Ann Arbor, säger att han lämnade in en bidragsansökan till NIH för att studera ursprunget till prekursorceller till ägg och spermier, med hjälp av embryoliknande modeller. Byrån granskade och gjorde det i juni förra året. En programansvarig mailade Fu en lista med frågor, inklusive en som frågade om hans experiment också skulle involvera extra-embryonal vävnad. Flera månader senare säger Fu att han inte har fått någon finansiering. ”Osäkerheten från finansieringsorganen kommer definitivt att bli en vägspärr för fortsatta framsteg inom detta framväxande område”, säger han.
en NIH-talesman berättade för Nature att forskare med frågor om någon bidragsansökan eller utmärkelse kunde kontakta den relevanta NIH-tjänstemannen.
trots finansieringsosäkerheten har framstegen med att studera embryonal utveckling varit snabba. År 2016 var Siggia medlem i en av två grupper, i Storbritannien och USA, som lyckades odla mänskliga embryon i en maträtt i upp till 13 dagar efter befruktning1,2. På så sätt förbättrade de det tidigare rekordet på nio dagar, rapporterat 20033. Prestationen föreslog att det kan vara tekniskt möjligt att gå utöver 14-dagarsregeln, vilket ledde till att etiker frågade om det var dags att omvärdera den gränsen.
i September förra året beskrev Fu: s grupp ett nytt sätt att odla embryoliknande strukturer från mänskliga stamceller4. Följande månad rapporterade två lag i Kina att de hade odlat apembryon i en maträtt i 20 dagar5,6.
vissa forskare erkänner att fältet närmar sig en ny etisk gräns. I ett yttrande från 16 januari 7 i Stem Cell Reports, en tidskrift från International Society for Stem Cell Research (ISSCR), konstaterar forskare att den juridiska definitionen av vad ett embryo är varierar mellan länder, vilket ger utrymme för förvirring om hur forskning med syntetiska embryon tolkas. Författarna uppmanade ISSCR att tydligt definiera riktlinjer för det etiska uppförandet av denna arbetslinje.
samma dag utfärdade ISSCR ett uttalande som lovade att släppa uppdaterade riktlinjer i början av 2021 som behandlar komplexiteten i detta område. Det inkluderade också en serie rekommendationer för forskare att följa under tiden, bland annat en begäran om att cellkulturer av embryoliknande strukturer som varar längre än 14 dagar rapporteras till deras institutions tillsynsutskott för forskning som involverar embryon.
”NIH kämpar naturligtvis med frågan när är ett embryo inte ett embryo”, säger Janet Rossant, en utvecklingsbiolog på sjukhuset för sjuka barn i Toronto, Kanada, som är bland arrangörerna av verkstaden och en medförfattare till Stem Cell Reports-stycket. ”Jag skulle också absolut säga att vi inte är nära en linje som inte bör korsas.”