Implantation von aneuploiden Embryonen. Ursachen und Prävention

Der Mensch besitzt 23 Chromosomenpaare (46 insgesamt) in den Zellen, die das Gewebe seines Organismus bilden. In den Chromosomen ist das genetische Material gespeichert. Die Chromosomenpaare 1 bis 22 werden als Autosomen bezeichnet und das Paar 23 als Geschlechtschromosomen, die das Geschlecht bestimmen. Wenn alle 23 Chromosomenpaare vorhanden sind, spricht man von Euploidie. Die chromosomale Formel lautet also bei Frauen 46 XX und bei Männern 46 XY.

Was sind Aneuploidien und aneuploide Embryonen?

Bei einer Aneuploidie liegt jedes Chromosom nicht zwei Mal vor – es können weniger oder mehr vorhanden sein, womit das bestehende Verhältnis von genetischem Material in den Zellen verändert ist.  In den meisten Fällen sind Embryonen mit diesen chromosomalen Anomalien durch eine frühe anormale Entwicklung nicht lebensfähig.

Ursachen für Aneuploidien

In den meisten Fällen entstehen chromosomale Anomalien bei der Gametogenese, d. h. bei der Entstehung des Spermiums und der Eizelle, die nach der Verschmelzung den Embryo bilden. Weist einer der an der Befruchtung beteiligten Gameten eine oder mehrere Aneuploidien auf, ist auch der entstehende Embryo von der Anomalie betroffen. Bei weiblichen Gameten wurde die Bedeutung des Alters der Mutter bei der reproduktiven Gesundheit bereits ausführlich beschrieben. Es besteht ein direkter proportionaler Zusammenhang zwischen der Wahrscheinlichkeit einer Bildung von aneuploiden Embryonen und dem Alter der Mutter.

Aneuploide Embryonen in der Embryoimplantation

Sowohl bei einer natürlichen Empfängnis als auch nach einer Behandlung zur künstlichen Befruchtung ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein bestimmter Prozentsatz von aneuploiden Embryonen entsteht, von verschiedenen Faktoren im Einzelfall abhängig. Bei Embryonen, die aufgrund der Aneuploidie nicht lebensfähig sind, kann es sein, dass sie entweder in den frühen Stadien der Zellteilung blockiert werden oder sie direkt nicht in der Lage sind, den Implantationsprozess abzuschließen, da ihre Entwicklung in den ersten Tagen nach der Blastozystenbildung stoppt.

Dennoch kann die Einnistung eines aneuploiden Embryos erfolgreich verlaufen. In diesen Fällen ist es am wahrscheinlichsten, dass es aufgrund des veränderten Verhältnisses des genetischen Materials im Embryo zu einer frühen klinischen Fehlgeburt kommt. Daher stellen Aneuploidien einen der wesentlichen Faktoren dar, die eine wiederholte Fehlgeburt auslösen.

Sind alle Embryonen mit Qualität A euploid?

Ganz klar nein. Die herkömmliche Einteilung zur Qualität des Embryos, die streng morphologischen Kriterien unterliegt, kann den chromosomalen Status der Embryonen nicht bewerten und daher auch nicht bestimmen, ob ein Embryo euploid oder aneuploid ist. Es wurde dennoch beobachtet, dass bei Embryonen von geringer Qualität eine höhere Wahrscheinlichkeit für Aneuploidien vorliegt.

Wie kann eine Aneuploidie verhindert werden?

Eine Aneuploidie kann nicht verhindert werden. Wir können jedoch eine Übertragung von Embryonen mit Aneuploidie vermeiden. Nach einer In-vitro-Fertilisation (IVF) besteht die Möglichkeit, die entstandenen Embryonen durch eine Biopsie von einigen wenigen Trophektodermzellen im Blastozystenstadium einer Präimplantationsdiagnostik für Aneuploidien (PGT-A) zu unterziehen. So kann die Anzahl von Chromosomen, die ein Embryo aufweist, festgestellt werden. Infolgedessen können alle Embryonen, bei denen nach der empfohlenen genetischen Untersuchung keine chromosomalen Anomalien festgestellt wurden (Euploidie), in die Gebärmutter übertragen werden.

Bei welchen Aneuploidien sind Embryonen lebensfähig?

Bei den meisten aneuploiden Embryonen erfolgt im Fall einer erfolgreichen Implantation eine frühe Fehlgeburt. Dennoch gibt es einige chromosomale Anomalien, bei denen Embryonen lebensfähig sind.

Autosomale Aneuploidien (Paare 1 bis 22): Hierzu gehören das Down-Syndrom (Trisomie 21), das Pätau-Syndrom (Trisomie 13) und das Edwards-Syndrom (Trisomie 18), bei denen geistige Entwicklungsstörungen und mögliche körperliche Fehlbildungen auftreten. Bei Betroffenen mit dem Down-Syndrom liegt die Lebenserwartung bei 50 bis 60 Jahren. Die vom Pätau- oder Edwards-Syndrom Betroffenen sterben vor oder kurz nach der Geburt und überleben nur in außergewöhnlichen Fällen das erste Lebensjahr.

Aneuploidien von Geschlechtschromosomen (Paar 23):

• Klinefelter-Syndrom (47, XXY): verursacht durch ein zusätzlich vorhandenes X-Chromosom. Die von dieser Trisomie Betroffenen weisen in der Regel eine erhöhte Körpergröße auf und gelegentlich geistige Entwicklungsstörungen und Fruchtbarkeitsprobleme.
• Jakob-Syndrom (47, XYY): verursacht durch ein zusätzlich vorhandenes Y-Chromosom. Diese Personen haben eine erhöhte Körpergröße und können sprachliche Defizite, in der Regel aber keine geistigen Entwicklungsstörungen, aufweisen.
• Turner-Syndrom (45, X0): verursacht durch den Verlust eines X-Chromosoms. Personen mit dieser Monosomie weisen eine geringere Körpergröße auf, sind unfruchtbar und leiden gelegentlich an Herz- und Nierenstörungen.
• Triple-X-Syndrom (47, XXX): verursacht durch ein zusätzlich vorhandenes X-Chromosom. Es können keine oder nur leichte oder ausgeprägtere Symptome vorliegen, einschließlich Entwicklungsverzögerungen und Lernbehinderungen.

Ángel Linares, Embryologe am Instituto Bernabeu