PKD
Polkörperdiagnostik
Die Problematik der genetischen Untersuchung am Embryo (in Deutschland)
Wenn es darum geht, genetische Auffälligkeiten eines Embryos im Rahmen der Reagenzglasbefruchtung auszuschließen, dann ergeben sich rasch Fragen bezüglich einer sinnvollen Grenzziehung zwischen Eugenik und berechtigter Anwendung. Ist z. B. ein erhöhtes genetisch bedingtes Risiko für Brustkrebs oder andere bösartige Erkrankungen ein ausreichender Grund, einem Embryo die Chance auf ein Weiterleben zu verwehren? In Deutschland sind genetische Untersuchungen am Embryo nicht erlaubt, jedoch stellt sich auch hier die Frage, wie ein Diskussionspapier der Bundesärztekammer zu diesem Thema zeigt. Das Embryonenschutzgesetz verbietet jedoch nicht die Untersuchung der befruchteten Eizelle, also zum Zeitpunkt des Vorkernstadiums. In diese Lücke stößdie Untersuchung der Polkörperchen einer Eizelle, welche ebenfalls genetisches Material enthält und Aufschluß über die chromosomale Ausstattung des zukünftigen Embryos zulässt.
Warum kann eine Polkörperchendiagnostik sinnvoll sein?
Es ist bekannt, daß nur ein geringer Teil der Embryonen sich einnisten. Neben anderen Faktoren geht man davon aus, daß genetische Veränderungen des Embryos eine wesentliche Ursache für die noch immer schlechte Erfolgsrate bei IVF und ICSI sind. Außerdem ist bekannt, daß ca. 70% aller Fehlgeburten genetische Ursachen haben. Des weiteren weiß man, daß diese genetischen Fehler hauptsächlich durch die Gameten (Spermien und Eizellen) bedingt sind, in der späteren Entwicklung kommt es nur selten zu weiteren Erbschäden. Spermien sind selten die Ursache, nur ca. 3% aller Spermien weisen Chromosomenveränderungen auf, jedoch werden in ca. 40% der Eizellen genetische Auffälligkeiten gefunden, die eine Einnistung verhindern können oder zu Fehlgeburten führen. Des weiteren ist bekannt, daß dieser Anteil bei älteren Frauen bis zu 70% betragen kann. Aufgrund dieser Informationen scheint es auszureichend, die chromosomale Ausstattung der Eizelle zu kennen, um einen recht zuverlässige Aussage auch über die sich daraus entwickelnden Embryonen machen zu können.
Die Polkörperchenanalyse kann folgenden Zweck haben:
- bei älteren Frauen die „richtigen Eizellen“ auszuwählen und die Chancen einer Einnistung zu erhöhen und die belastende Schwangerschaft auf „Probe“ zu vermeiden, welche bei älteren Frauen bis zum unauffälligen Befund der Fruchtwasseranalyse dauern kann
- bei jüngeren Frauen die „richtigen Eizellen“ auszuwählen, um dadurch die Zahl der transferierten Embryonen reduzieren zu können (Traumziel: 1-Embro-Transfer mit unverändert hoher Schwangerschafterate) mit dem geringeren Risiko einer Mehrlingsschwangerschaft
- Bei Frauen mit Erbkrankheiten bzw. bei Trägerinnen einer solchen die Eizellen auszuwählen, welche dieses Gen nicht tragen.
Wer kann durch die Polkörperanalyse Vorteile haben?
Da die Methode noch nicht sehr etabliert ist, sollte die Indikation streng gestellt werden. Mögliche Kandidaten sind:
- Ältere Frauen (> 39?)
- Frauen, die Träger einer genetischen Erkrankung sind
- Frauen, die wiederholt keine Schwangerschaft hatten, trotz optimaler Voraussetzungen
- Frauen, deren Eizellen sich nicht befruchten ließen trotz guter Voraussetzungen
Was ist überhaupt ein Polkörperchen?
Polkörperchen entstehen bei der sogenannten Reifeteilung einer Eizelle. Da nach der Verschmelzung von Samenfaden und Eizelle ein Mensch mit 46 Chromosomen entstehen soll (Chromosomen 1 bis 22 jeweils doppelt und zwei Geschlechtschromosomen, also XX oder XY) müssen die Eizellen den halben Chromosomensatz aufweisen, also 23. Die Reduktion auf den halben Chromosomenatz passiert in der ersten und zweiten Reifeteilung. Die erste Reifeteilung beginnt unmittelbar vor dem Eisprung und dabei wird das erste Polkörperchen ausgeschleust, welches die überschüssigen Chromosomen enthält. Es ist dann unter dem Mikroskop als kleine Kugel in dem Spalt zwischen Eizelle und Eizellhülle erkennbar (Siehe Bild). Erst nach der Befruchtung durch den Samenfaden wird die zweite Reifeteilung angeschlossen und das zweite Polkörperchen ausgeschleust.
Wie werden die Polkörperchen entnommen?
Das Polkörperchen wird mit einer Glaspipette abgesaugt und für die Untersuchung weiterverwendet. Dazu muß allerdings die Eizellhülle eröffnet werden. Dies geschieht analog zu den Methoden, die beim Hatching verwendet werden:
- Mit einem Laser. Diese Technik ist die sicherste, da der Defekt, der in der Glashaut erzeugt wird, sehr gezielt gesetzt werden kann und auch die Größe und Tiefe des Defekts ist exakt einstellbar. Verletzungen des Embryos sind damit praktisch ausgeschlossen. Der Embryo wird dazu mit einer Haltepipette fixiert (wie bei der ICSI) und mit dem Laserstrahl gezielt „beschossen“
- Mit einer Glasnadel. Bei der „partiellen Zonadissektion“ wird die Hülle mit einer Nadel angeritzt. Die Ergebnisse sind sehr von der Geschicklichkeit des Arztes abhängig und die Verletzungsgefahr des Embryos wesentlich höher als mit einem Laser.
Was wird bei der Polkörperchenanalyse untersucht?
Im Vordergrund steht die Untersuchung auf Aneuplodien, das heißes wird nachgeschaut, ob von jedem Chromosom eines vorhanden ist. Limitierender Faktor ist dabei die Zeit, denn bis zur Verschmelzung der Zellkerne muß die Untersuchung abgeschlossen sein, da dann die Embryonen nicht mehr verworfen werden dürfen. Alternativ steht natürlich die Möglichkeit der Kryokonservierung der Eizellen zu Verfügung, womit das Zeitfenster beliebig erweiterbar ist. Um den zeitlichen Ablauf sicher steuern zu können, muss die Befruchtung zu einem genau vorhersehbaren Zeitpunkt stattfinden, was nur durch die gleichzeitige Anwendung der ICSI möglich ist.
Eine bewährte und schnelle Methode ist die Fluoreszenz-in situ-Hybridisierung (FISH). Hierbei werden unter dem Mikroskop erkennbare Leuchtfarbstoffe mit sogenannten Sonden versehen, welche bestimmte Chromosomen markieren. Auf dem Bild ist eine diploide Zelle zu sehen mit einer Trisomie eines der untersuchten Chromosomen (grün markiert). Bei der Polkörperchenanalyse würde man in diesem Fall einen gelben und zwei grüne Punkte sehen, wenn eine Fehlverteilung der Chromosomen vorliegt.
Mit der Polymerase Chain Reaction (PCR) lassen sich auch einzelne Gene testen, so daß nach bestimmten Erbkrankheiten gefahndet werden kann. Auch Marker für bestimmte Chromosomen lassen sich dabei untersuchen, so dass man auch hierbei einzelne Chromosomen auf ihre numerische Verteilung hin untersuchen kann. Mit der PCR ist es theoretisch möglich, dies bei allen 23 Chromosomen zu tun, während die FISH-Methode meist nur die Untersuchung von 5-6 Erbgutträgern zulässt
Ergebnisse
Nachteilig ist, daß mit der FISH-Diagnostik nur bis zu 10 Chromosomen untersucht werden können, so daß auch nach einer Polkörperchendiagnostik (PKD) immer noch viel Spielraum für genetische Fehlbildungen besteht, da man sich nur auf die häufigsten Trisomien konzentrieren kann. Eine deutliche Verbesserung der Schwangerschaftsraten lässt sich mit dieser Methode nicht erzielen, jedoch ist es möglich, die Rate der Fehlgeburten zu vermindern.
Wenn beide Polkörperchen entnommen werden (was zur Verbesserung der Aussagefähigkeit anzustreben ist, dann kann der sogenannte „Spindelapparat“ der Eizelle geschädigt werden, der die Chromosomen in der Eizelle bei der Befruchtung ordnet und ausrichtet. Schlimmstenfalls werden mit den Polkörpern die in der Eizelle befindlichen Chromosomen mit entfernt.
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Dr. med. Elmar Breitbach ist Facharzt für Frauenheilkunde, Reproduktionsmedizin und Endokrinologie. Er ist als Reproduktionsmediziner seit mehr als 30 Jahren in der Behandlung ungewollter Kinderlosigkeit tätig. Dr. Elmar Breitbach ist Gründer und Betreiber von wunschkinder.de.