Warum gibt es Embryonen, die während ihrer Entwicklung in vitro blockiert werden?

Es können mehrere Faktoren an den Blockadeprozessen während der embryonalen Entwicklung beteiligt sein, die zum Ausbleiben der Zellteilung führen, und daher zu der Unfähigkeit, die Embryonen in der Gebärmutter zu implantieren und eine Schwangerschaft herbeizuführen.

Als erstes gilt: die Bedingungen der Kultur sind wesentlich.  Die in vitro gezüchteten Embryon19en werden einer Reihe von künstlichen Bedingungen ausgesetzt, die nicht in vivo anfallen, und die immer suboptimal sein werden, so dass Blockaden von Embryonen erfolgen können, die zunächst überlebensfähig waren. In den letzten Jahren wurden große Bemühungen darauf verwandt, das Geschehen im Mutterleib nachzustellen und es auf die Prozesse im Labor zu extrapolieren. Vor allem wurde die Konzentration von Sauerstoff in den Brutkästen reduziert, und zwar von 20 auf 5%, und die Zusammensetzung der Kulturmedien wurde verbessert. All dies hat zusammen mit einer umfassenden Überwachung des pH-Werts und der osmotischen Konzentration, dazu geführt, dass wir routinemäßig eine verlängerte Kultur der Embryonen bis zur Phase des Blastozysten durchführen können, um eine bessere Auswahl zu erzielen und die Wahrscheinlichkeit einer Schwangerschaft zu erhöhen.

Warum gibt es eine Embryonen-Blockierung?

Trotzdem weisen, selbst unter den besten Kulturbedingungen, zwischen 10 und 15% der durch In-vitro-Fertilisation (IVF) gewonnenen Embryonen ein Stadium der ständigen Blockade ihres Zellzyklus auf. Ungefähr 40% der Paare, die sich einer IVF-Behandlung unterziehen, zeigen mindestens ein blockiertes Embryo pro erfolgtem Zyklus. Zweifellos liegt der wichtigste Faktor, der eine Embryonalblockade, und daher die Unmöglichkeit einer Schwangerschaft hervorruft, in den embryonalen Chromosomenveränderungen.

Die frühen Stadien der menschlichen Entwicklung sind sehr fehleranfällig, und zwar auf Grund von Chromosomenanomalien, die in verschiedenen kritischen Etappen während der Meiose, der Befruchtung und der ersten Embryonenteilungen auftreten können. Im Allgemeinen zeigen die Embryonen in frühen Etappen der Entwicklung hohe Raten an (Veränderungen in der Zahl der Kopien der Chromosomen). Es wurde sogar darum gebeten, dass am dritten Tag der embryonalen Entwicklung (Phase der 8 Zellen), bei 60% aller durch IVF gewonnenen Embryonen mindestens eine Zelle Aneuploidien aufweist.

Chromosomenanomalien

In einer kürzlich veröffentlichen Studie haben Maurer und seine Mitarbeiter 119 Embryonen untersucht, die eine Blockade in ihrer Entwicklung erlitten hatten, wobei sie beobachteten, dass 70% von ihnen Chromosomenfehler aufwiesen, was bedeutet, dass Chromosomenanomalien die häufigste Ursache für eine Embryonalblockade sind (Maurer und col., 2015).

All dies weist auf die Vorstellung des Vorhandenseins eines starken Auswahldrucks gegen die cromosomisch anormalen Embryonen hin. Diese negative Auswahl scheint im wesentlichen während der Präimplantationszeit stattzufinden, und führt zu einer Blockade bei der Teilung und/oder zu einer embryonalen Degeneration.

Trotzdem muss berücksichtigt werden, dass die Durchführung einer ausgedehnten Kultur bis zur Phase des Blastozysten nicht zuverlässig ist, um eine Auswahl gegen alle Embryonen vorzunehmen, die Chromosomenanomalien aufweisen. Laut unseren eigenen Ergebnissen, weisen bei Durchführung eines PGS/PGT-A/CCS (umfassenden Chromosomen-Screenings) zwischen 30-50% der Embryonen, die überleben und die Phase des Blastozysten mit einer normalen Morphologie erreichen, Chromosomenveränderungen auf. Daher hilft uns die Aufnahme dieser Technologie in die IVF-Labors bei der Auswahl des Embryos mit dem höchsten Implantationspotenzial, die zu einer evolutiven Schwangerschaft führen.

Dr. Jorge Ten, Leiter der Abteilung Reproduktionsbiologie am Instituto Bernabeu

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