Sie haben zum ersten Mal Schritt für Schritt gezeigt, wie das Skelett eines menschlichen Embryos entsteht. Das Forschungsteam hat Gewebeproben von Embryos aus dem ersten Drittel der Schwangerschaft analysiert und für jede einzelne Zelle des kindlichen Skeletts und des Schädels bestimmt, welche Gene aktiv sind und wie sie wirken. Mithilfe eines speziellen Algorithmus konnten die Forschenden verfolgen, wie diese Zellen nach und nach zu funktionalen Einheiten zusammenwachsen.
Die Forschenden schreiben im Magazin Nature, dass die Bildung der menschlichen Knochen etwa sechs bis acht Wochen nach der Befruchtung anfängt, etwa zu der Zeit, in der aus dem Embryo der Fötus wird. Dabei zeigte sich, wie bestimmte Medikamente die Knochenbildung stören. Das könnte bei der Entwicklung von Alternativen helfen. Außerdem hoffen die Forschenden, dass durch ihre Analysen Knochen und Knorpel effizienter im Labor gezüchtet werden können, zum Beispiel für Prothesen oder Transplantationen.
Erst ein Gerüst, dann die Knochen
Die Entstehung der Knochen verläuft in den Gliedmaßen und im Schädel unterschiedlich. In den Armen und Beinen werden zuerst Knorpelzellen gebildet, die als Gerüst für die entstehenden Knochen dienen. Ab der achten Schwangerschaftswoche werden die Knorpelgerüste nach und nach durch Knochengewebe ersetzt.
Beim Schädel vermehren sich zuerst knochenbildende Zellen in der Membranhülle des Kindes. Später sorgen bestimmte Gene dafür, dass die einzelnen Schädelplatten allmählich verknöchern. Die Schädelnähte bleiben aber erstmal weich. Die Forschungsergebnisse liefern zum ersten Mal genauere Informationen darüber, warum das nicht immer funktioniert. Bei manchen Kindern verknöchern die Schädelnähte nämlich zu früh und dadurch kann das Gehirn nicht richtig wachsen.