I den tredje uken av graviditeten blir fundamentet til menneskekroppen støpt dypt inne i livmoren. På det tidspunktet er fostret fortsatt en rund celleklump. I klumpens indre begynner cellene å dele seg i lag som senere utvikler seg til ryggvirvler, torso og hjerte.
Det er det viktigste øyeblikket i fostrets utvikling – og det mest ukjente. Nå har forskere skapt kunstige fostre som gjør det mulig å studere den avgjørende perioden når grunnmuren til kroppen legges.
Metoden gjør forskerne i stand til å imitere fostrets utvikling de første 21 dagene.
Det kan kanskje føre til en behandling mot barnløshet og medfødte sykdommer, men reiser samtidig vanskelige spørsmål om når livet egentlig begynner.
Livets viktigste fase er ukjent
I det øyeblikket en sædcelle befrukter et egg, begynner celledelingsprosessen, som over ni måneder skaper et menneskebarn.
Omkring sju dager inne i graviditeten kapsler det mikroskopiske forstadiet til et foster seg inn i slimhinnen på kvinnens livmorvegg, der celleklumpen gjemmer seg inntil omkring den 28. dagen.
Allerede etter 16–17 dager begynner en helt avgjørende prosess som kalles gastrulering. Her går fostret fra å være en mikroskopisk, uorganisert kule til en individuell organisme.
Gastrulering ble allerede i 1983 omtalt som «den viktigste tiden i livet» av den sørafrikanske biologen Lewis Wolpert. Her omrokere fostret cellene sine og begynner å fordele dem i tre såkalte kimblad som ni måneder senere utgjør nerver, muskler og organer. Under gastruleringen kan det også oppstå en rekke fosterdefekter som enten fører til spontanaborter eller medfødte sykdommer.
Fostrets utvikling inne i livmorveggen er umulig å undersøke, og siden oppfinnelsen av reagensrørbehandling på 1970-tallet har det bare vært lovlig å holde fostre i live utenfor kroppen i opptil 14 dager – altså før gastruleringen begynner. Derfor blir perioden fra dag 14 til 28 beskrevet som den menneskelige utviklingens svarte boks.
Legenes sparsomme kunnskap om prosessen stammer fra samlinger av sjeldne vevsprøver som for eksempel Carnegie Collection of Embryology, med fostre fra hver dag i den menneskelige fosterutviklingen.
I laboratoriet har forskerne må undersøke gastrulering gjennom forsøk med aper, mus og sebrafisker. Så langt.
Kunstig foster åpner svart boks
Etter flere års dyreforsøk har biologer ved University of Cambridge for første gang utviklet kunstige fostre som imiterer sentrale elementer av menneskets første utviklingstrinn helt fram til dag 21 i graviditeten.
Fostrene kalles gastruloider og er bygget opp av stamceller fra befruktede egg som er til overs etter fertilitetsbehandling. Fosterstamcellene er pluripotente, noe som betyr at de kan utvikle seg til stort sett alle de om lag 200 ulike celletypene i den voksne menneskekroppen.
Cellene legges i små petriskåler fylt med en nøye avstemt mikstur av nærings-, vekst- og signalstoffer, som lurer stamcellene til å tro at de utgjør et foster trygt festet i livmoren.