Chromosomenuntersuchung des Embryos bei IVF: Werden zu viele Embryonen aussortiert?

Eine genetische Untersuchung eines Embryos kann im Rahmen einer IVF oder ICSI durch eine Präimplantationsdiagnostik (PID) erfolgen. Können nur genetisch normale Embryonen zur Geburt eines gesunden Kindes führen?

Die künstliche Befruchtung führt bedauerlicherweise nicht immer zu einer Schwangerschaft. Leider nistet sich nicht jeder Embryo ein. Man geht davon aus, dass die ausbleibende Einnistung vor allem auf die Chromosomen der Embryonen zurückzuführen sind. Damit erklärt sich dann auch die schlechtere Erfolgsrate bei zunehmendem Alter der Frau. Man geht davon aus, dass Fehlverteilungen der Chromosomen dabei eine Rolle spielen. Also vor allem sogenannte numerische Fehlverteilungen, die dazu führen, dass eine Eizelle ein Chromosom zuviel oder zu wenig hat.

Wie funktioniert die Präimplantationsdiagnostik?

Die Idee ist, einige Zellen aus dem Embryo zu entnehmen und diese dann genetisch zu untersuchen, also die Chromosomen zu zählen (Karyogramm). Am leichtesten – und deswegen ist die Methode auch inzwischen am verbreitetsten – gelingt dies im Blastozystenstadium.

Die Blastozyste heißt so, weil sie in ihrem Inneren einen Hohlraum ausbildet. In diesem Stadium der Embryonalentwicklung beginnen sich die Zellen zu differenzieren. Die Zellen, die später den Embryo ergeben, sind auf dem Bild zwischen 5 und 10 Uhr als etwas dunklerer Zellverband erkennbar. Außen findet man eine ringförmige Zellstruktur, die dann später zur Fruchthöhle und Mutterkuchen wird. Diese Zellen nennt man Trophektoderm.

Und das ist der Punkt, an dem Zellen zur Präimplantationsdiagnostik entnommen werden können (Trophektodermbiopsie). Zumindest ist dies die gegenwärtig am häufigsten verwendete Technik. Die entnommenen Zellen werden dann untersucht. Ist der Chromosomensatz vollständig und normal, werden die Embryonen transferiert, also in die Gebärmutter eingesetzt. Embryonen mit einem auffälligen Befund (zu viele oder zu wenige Chromosomen) werden aussortiert und verworfen.

Damit ist – theoretisch – dann der häufigste Grund für das Ausbleiben einer Schwangerschaft beseitigt, weil nur genetisch gesunde Embryonen transferiert werden. Soweit die Theorie. Ist es denn in der Praxis auch so, dass die Schwangerschaftsraten steigen? Und was macht in den Fällen, wo nach der PID keine „normalen“ Embryonen für den Transfer vorhanden sind?

Verbessert die PID die Schwangerschaftsraten?

Nun, der positive Effekt auf die Erfolgsraten ist zumindest umstritten. Einige Studien¹⁾Dahdouh, E. M., Balayla, J., & García-Velasco, J. A. (2015). Impact of blastocyst biopsy and comprehensive chromosome screening technology on preimplantation genetic screening: a systematic review of randomized controlled trials. Reproductive biomedicine online, 30(3), 281-289. und Übersichtsarbeiten²⁾Dahdouh, E. M., Balayla, J., & García-Velasco, J. A. (2015). Comprehensive chromosome screening improves embryo selection: a meta-analysis. Fertility and sterility, 104(6), 1503-1512.³⁾Lee, E., Illingworth, P., Wilton, L., & Chambers, G. M. (2014). The clinical effectiveness of preimplantation genetic diagnosis for aneuploidy in all 24 chromosomes (PGD-A): systematic review. Human Reproduction, 30(2), 473-483. berichten über eine verbesserte Schwangerschaftsrate vor allen bei älteren Frauen mit einer ausreichenden Anzahl an Eizellen. Andere Studien sehen hingegen keine Vorteile⁴⁾Lee, E., Illingworth, P., Wilton, L., & Chambers, G. M. (2014). The clinical effectiveness of preimplantation genetic diagnosis for aneuploidy in all 24 chromosomes (PGD-A): systematic review. Human Reproduction, 30(2), 473-483.⁵⁾Twisk, M., Mastenbroek, S., van Wely, M., Heineman, M. J., Van der Veen, F., & Repping, S. (2006). Preimplantation genetic screening for abnormal number of chromosomes (aneuploidies) in in vitro fertilisation or intracytoplasmic sperm injection. https://www.wunschkinder.net/aktuell/wissenschaft/beweise-in-der-medizin-die-cochrane-database-109/">Weiterlesen</a></p></div>" href="https://www.wunschkinder.net/aktuell/wissenschaft/beweise-in-der-medizin-die-cochrane-database-109/" target="_blank">Cochrane Database of Systematic Reviews, (1).. Gegenwärtig ist die Effektivität der Methode – wenn sie nur zur Verbesserung der Schwangerschaftsrate bei IVF und ICSI angewendet wird – weiter umstritten.

Keine „gesunden“ Embryonen – keine Chance auf ein Kind?

Aber das ist nicht Thema dieses Artikels. Leider ergibt sich gar nicht so selten die Situation, dass nach Untersuchung aller zur Verfügung stehender Embryonen, keine von diesen einen normalen Chromosomensatz aufweist. Konsequenterweise müsste man dann auf einen Transfer verzichten und meist wird das auch getan.

Folgt man der grundsätzlichen Idee der Präimplntationsdiagnostik, dann ist diese Vorgehensweise auch der einzig gangbare Weg. Denn die abnormalen Embryonen dürften sich weder einnisten noch gar zur Geburt eines (gesunden) Kindes führen. Ist das wirklich so? 

Offenbar ist diese Annahme zwar logisch, aber falsch. So lautet zumindest das Ergebnis einer Studie, die diesen Sachverhalt untersuchte⁶⁾Patrizio, P., Shoham, G., Shoham, Z., Leong, M., Barad, D. H., & Gleicher, N. (2019). Worldwide live births following the transfer of chromosomally “Abnormal” embryos after PGT/A: results of a worldwide web-based survey. Journal of Assisted Reproduction and Genetics, 1-9. Für diese Studien wurden IVF-Kliniken in den USA, Kanada, Europa, Asien, Südamerika und Afrika befragt. 151 Zentren beantworteten den Fragebogen, davon führen 125 (83%) die PID durch.

Die häufigsten Gründe für die Anwendung der Präimplantationsdiagnostik waren:

• Fortgeschrittenes Alter der Frau
• Wiederholt ausgebliebene Schwangerschaft nach künstlicher Befruchtung
• Wiederholte Fehlgeburten
• Geschlechtsauswahl

20% der Zentren berichteten, dass sie auch Embryonen transferieren, wenn keine „normalen“ zur Verfügung stehen. Die Ergebnisse dieser Transfer befanden die Autoren der Studie „bemerkenswert“. Denn 49,3% der Transfer mit genetisch auffälligen Embryonen führten zu einer fortlaufenden Schwangerschaft. Nur 9,3% der Schwangerschaften endeten in einer Fehlgeburt.

Die Autoren stellen fest, dass auch mit „nicht normalen“ Embryonen gute Erfolgsraten erzielt werden können bei niedriger Fehlgeburtenrate. Man kann daraus aus Sicht der Autoren der Studie nur schlussfolgern, dass die PID die Auswahl der „richtigen“ Embryonen nicht zulässt. Als Folge dieser Methode werden zu viele Embryonen verworfen, die zur Geburt eines gesunden Kindes hätten führen können.

Das stellt den Sinn der Präimplantationsdiagnostik als Screening-Methode zur Verbesserung der Erfolgsraten bei IVF und ICSI mehr als in Frage. Allerdings ist die Zahl der Transfers auffälliger Embryonen gering und die Studie ist das Resultat einer Umfrage. Sehr belastbar sind die Daten daher nicht, sollten aber Anlass für weiterführende Studien sein.