Präimplantationsdiagnostik (PID)

Die Präimplantationsdiagnostik (PID) kann als eine frühe Form der Pränataldiagnostik (PND) angesehen werden. Es werden zellbiologische und molekulargenetische Untersuchungen eingesetzt, die der Entscheidung dienen, ob ein Embryo in die Gebärmutter eingesetzt werden soll oder nicht. Um eine sogenannte Präimplantationsdiagnostik durchzuführen, ist eine künstliche Befruchtung (IVF) nötig.

Als Sonderfall der Präimplantationsdiagnostik kann die Biopsie der Polkörper an befruchteten Eizellen betrachtet werden. Die Polkörperdiagnostik ist eine Untersuchungsmethode zur indirekten genetischen Analyse von Eizellen und unterliegt nicht dem Regelungsregime des FMedG. Wenn diese weniger invasive Untersuchungsmethode nicht ausreicht, um eine Schwangerschaft herbeizuführen oder eine Fehl- bzw. Totgeburt oder eine Erbkrankheit zu vermeiden, erlaubt das FMedG in medizinisch indizierten Fällen die Durchführung einer Präimplantationsdiagnostik (PID) und somit eine direkte Untersuchung des Embryos.

Nachfolgende Erläuterungen sollen den Unterschied und das Einsatzgebiet dieser beiden Techniken verständlich machen. Beide Methoden werden im Kinderwunschzentrum nach Beachtung von gesetzlichen Grundlagen angeboten.

Die Polkörperdiagnostik (PKD)

Hierbei handelt es sich nicht um eine Untersuchung des Embryos, sondern um eine Untersuchung der Polkörper. Die Polkörper der Eizelle entstehen während der Reifeteilung der Eizelle und werden für die weitere Entwicklung nicht benötigt. Dadurch können im Rahmen der künstlichen Befruchtung indirekt Rückschlüsse auf die genetische Gesundheit der Eizellen (allerdings nicht auf die der Samenzellen!) gezogen werden.

Die Trophektodermbiopsie (TEB)

Die Trophektodermbiopsie kommt zur Anwendung, wenn die weniger invasive Technik der Polkörperbiopsie nicht ausreicht, um eine Schwangerschaft herbeizuführen oder eine Fehl- bzw. Totgeburt oder eine konkrete Erbkrankheit zu vermeiden. Es werden bei dieser Technik jene Zellen des Embryos biopsiert, die sich zum Mutterkuchen entwickeln (sog. „Trophektoderm“ – oder „Trophoblastzellen“). Jene Zellen, die sich zum Kind entwickeln („Embryoblast“ oder „innere Zellmasse“) bleiben bei der Biopsie bzw. Untersuchung unangetastet. Im Gegensatz zur Polkörperdiagnostik besteht mit der Trophektodermdiagnostik die Möglichkeit, auch im väterlichen Erbgut Veränderungen festzustellen.

Foto PKB
Trophektodermbiopsie

Wann und für wen ist die Polkörperdiagnostik medizinisch sinnvoll?

Das Haupteinsatzgebiet der Polkörperdiagnostik ist der Nachweis von
1) Chromosomenfehlverteilungen (Aneuploidiediagnostik) in Eizellen
2) mütterlichen Translokationen (Austausch von Chromosomenstücken)
3) Veränderungen einzelner Gene (bei Trägerinnen einer Erbkrankheit)

Wir empfehlen die Methode der Polkörperdiagnostik bei:

  • reduzierter ovarieller Reserve (erhöhter FSH Wert): ein erhöhter basaler FSH Wert wird unabhängig vom Lebensalter mit einem erhöhten Chromosomenfehlverteilungsrisiko in Verbindung gebracht.
  • erhöhter ovarieller Reserve: wenn durch hormonelle Stimulation eine überdurchschnittlich hohe Anzahl an Eizellen heranreift, besteht ein höheres Risiko auf Chromosomenfehlverteilungen als bei normalem Ansprechen auf die Stimulation.
  • erhöhtem Alter (>37 Jahre) und das damit verbundene Risiko einer kindlichen chromosomalen Abweichung
  • bekannter genetischer Störungen (balancierte Translokationen) der Frau
  • vorangegangenen Schwangerschaft(en) mit kindlicher Chromosomenstörung
  • Anlageträgerinnen einer schweren Erbkrankheit

Durchführung der Polkörperbiopsie

Wenige Stunden nach Durchführung der ICSI wird laserunterstützt die Hülle der befruchteten Eizelle geöffnet. Mit Hilfe einer Kapillare können in den meisten Fällen beide Polkörper entnommen und zur genetischen Analyse geschickt werden. Aus Erfahrung weiß man, dass ca. 1% der Eizellen durch eine Biopsie geschädigt werden können und für eine Weiterkultur nicht mehr zur Verfügung stehen.

Ablauf PKD

Wann und für wen ist die Trophektodermdiagnostik medizinisch sinnvoll?

Das Haupteinsatzgebiet der Trophektodermdiagnostik ist der Nachweis von
1) Chromosomenfehlverteilungen (Aneuploidiediagnostik) in Embryonen
2) Veränderungen einzelner Gene (bei Träger einer Erbkrankheit)

Wir dürfen die Methode der Trophektodermbiopsie in folgenden Fällen durchführen:

  • Wenn es in vergangenen drei oder mehr IVF-Versuchen zu keiner Einnistung gekommen ist und die Annahme besteht, dass eine Chromosomenstörung der Embryonen Grund der fehlenden Einnistung ist.
  • Wenn durch drei oder mehr spontane Fehlgeburten (Abortus habitualis) die Annahme besteht, dass eine Chromosomenstörung des Kindes Grund dieser Fehlgeburten ist.
  • Wenn ein Elternteil Träger einer konkreten Erbkrankheit ist, welche zu Fehl- bzw. Totgeburt oder zu einer Erbkrankheit des Kindes führt und die Freigabe des wissenschaftliches Ausschusses für Genanalyse und Gentherapie (WAGG) vorliegt.

Durchführung der Trophektodermbiopsie

Es erfolgt die Befruchtung der Eizelle mit der ICSI Methode und eine Weiterkultur aller befruchteten Eizellen bis zum Tag 5/ 6 (Blastozystenstadium) mit anschließender Kryokonservierung der biopsierten Embryonen. Laserunterstützt wird die Hülle des Embryos geöffnet und mit Hilfe einer Kapillare je nach Qualität der Blastozyste ca. 5 Zellen entnommen und zur genetischen Analyse geschickt. In einigen Fällen kann es vorkommen, dass zwar Zellen entnommen werden konnten, diese jedoch für eine genetische Analyse unzureichend sind bzw. biopsierte Embryonen mit suboptimaler Qualität die Kryokonservierung und das anschließende Auftauen in einem nächsten Zyklus nicht überleben.

Ablauf TEB
Untersuchung & Gesundheit des Embryos

Bedeutet eine Polkörperdiagnostik immer, dass der transferierte Embryo gesund ist?

Durch die Polkörperdiagnostik wird ausschließlich die genetische Gesundheit der Eizelle und somit nur der mütterliche Anteil am Embryo analysiert. Chromosomenfehlverteilungen können auch während der Embryonalkultur entstehen bzw. von Samenzellen stammen, diese werden durch die Polkörperdiagnostik nicht erkannt. Allerdings sind über 90% der embryonalen Chromosomenanomalien mütterlichen Ursprungs. Chromosomenfehlverteilungen, welche während der Embryonalkultur entstehen, können oft durch die optische Beurteilung der Embryonen in der Kultur erkannt werden. Die Kombination von Polkörperdiagnostik und einer Blastozystenkultur kann in vielen Fällen jene Embryonen erkennen, welche das beste Potential für eine Schwangerschaft haben und letztendlich zu einem gesunden Wunschkind führen.

Bedeutet eine Trophektodermdiagnostik immer, dass der transferierte Embryo gesund ist?

Es handelt sich bei der Trophektoderm-Diagnostik um eine diagnostische Analyse des Embryos, wo mit größtmöglicher Wahrscheinlichkeit genetische Veränderungen des Embryos ausgeschlossen werden können. Es besteht ein Restrisiko, dass die Untersuchung ein unauffälliges Ergebnis zeigen kann, obwohl im Embryo eine genetische Veränderung vorliegt oder umgekehrt. Ursache kann ein sogenanntes genetisches Mosaik sein (d.h. genetisch veränderte Zellen liegen neben genetisch nicht veränderten Zellen vor). Allerdings ist das Risiko bei Durchführung der Trophektodermdiagnostik geringer als bei Durchführung einer Biopsie in einem früheren Zellstadium des Embryos. Bei der Trophektodermdiagnostik besteht ein methodisch bedingtes Restrisiko von ca. 2-3% für eine Fehldiagnose. Nach eingetretener Schwangerschaft empfehlen wir die Durchführung einer Pränataldiagnostik, um eine Fehldiagnose auszuschließen.

Welche genetische Diagnostik wird für die zu analysierenden Zellen angewandt?

Bei Chromosomenstörungen (Verdacht auf Aneuploidien bzw. Translokationen) wird die Array-CGH Diagnostik durchgeführt. Die Array-CGH ist ein etabliertes Verfahren, das die Identifizierung von chromosomalen Zugewinnen und/oder Verlusten des gesamten Chromosomensatzes des Embryos erlaubt. Es wird das Erbgut der biopsierten Zellen mit dem Erbgut unauffälliger Zellen verglichen. Mit der Methode der Array-CGH kann das Fehlen bzw. Vorhandensein von überzähligen Chromosomen bzw. Bruchstücken von einzelnen Chromosomen getestet werden.

Euploid

Abbildung 1 zeigt das Array-CGH-Profil eines unauffälligen Embryos (oder auch Polkörper) mit normalem (euploidem) Chromosomensatz, da die schwarze Linie immer innerhalb des roten und grünen Schwellwertes bleibt.

Aneuploid

Abbildung 2 zeigt das Array-CGH Profil eines Embryos (oder auch eines Polkörpers) mit einem veränderten Chromosomenmaterial. Im Falle einer Untersuchung des Polkörpers deutet dieses Ergebnis auf einen Chromosomenverlust am Chromosom 12 der Eizelle hin, da der Polkörper einen Zugewinn von genetischem Material am Chromosom 12 hat (indirekte Analyse einer Eizelle). Im Falle einer Untersuchung des Embryos, würde dieses Ergebnis einen Zugewinn des genetischen Materials am Chromosom 12 nachweisen (direkte Analyse eines Embryos).

 

Bei Anlageträgern schwerer Erbkrankheiten ist es notwendig, Feinanalysen von bestimmten Erbgutabschnitten durchzuführen, weil hier die Abfolge der DNA – Bausteine aufgespürt werden muss, welche zu dieser schweren Erbkrankheit führen können. Die Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR) ist für die Feinanalyse von bestimmten Erbgutabschnitten die Methode der Wahl. Für die Untersuchung von Veränderungen einzelner Gene wird für jeden Einzelfall eine familienspezifische molekulargenetische Diagnostik etabliert, mit der die bekannte Genveränderung nachgewiesen werden kann.