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Fetogenese: Früh geborene Lämmer reifen in künstlicher Fruchtblase heran

Montag, 24. April 2017

Ein zu früh geborenes Lamm reift in einer künstlichen Fruchtblase (Biobag) heran.  /CHOP
Ein zu früh geborenes Lamm reift in einer künstlichen Fruchtblase heran.  /CHOP

Philadelphia – Extrem früh geborene Lämmer können in einer künstlichen Fruchtblase (Biobag) und mit einer künstlichen Plazenta heranwachsen. Die Tiere entwickelten sich über gut einen Monat altersgerecht trotz des extrakorporalen Kreislaufs. Über dieses Experiment berichtet das Team um Alan W. Flake vom Children’s Hospital in Philadelphia (CHOP) in Nature Communications (2017, DOI: 10.1038/ncomms15112).

Auch für menschliche Frühchen, die nach 23 bis 28 Wochen zur Welt kommen, könnten die Ergebnisse nach Ansicht der Studienautoren bedeutsam sein. Das sehen einige deutsche Forscher jedoch anders. Ein Patent für das System haben Flake und sein Team sich bereits gesichert.

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Acht Lämmer wurden nach 105 bis 120 Tagen (von üblicherweise rund 145 Tagen) Tragzeit in der Gebärmutter per Kaiserschnitt geboren. Das entspricht einer menschlichen Frühgeburt zwischen der 22. bis 24. Schwangeschaftswochen (SSW), jener Grauzone an der Grenze der Lebensfähigkeit. Die Nabelschnur der Lämmer verknüpften die Forscher innerhalb von Minuten über eine Kanüle an eine künstliche Plazenta und schlossen die Tiere in einen extrakor­poralen Biobag, die aus einer sterilen Kunststoffhülle besteht, ein. So erhielten die Tiere über einen externen Kreislauf Nährstoffe, Sauerstoff und Flüssigkeiten. Ein künstliches System anstelle der Nabelschnur wäre eine zu große Gefahr. Denn bereits geringfügige Druckab­weichungen können zu einer Fehlentwicklung des Herzen führen. Stattdesen ist es den Forschern gelungen, den Strömungswiderstand so gering zu halten, dass keine zusätzliche Pumpe benötigt wird. Die mit Heparin-beschichteten Oberflächen reduzieren zudem die Notwendigkeit einer Blutverdünnung.

Extreme Frühchen

  • bei der Geburt jünger als 28 Schwangeschaftswochen (SSW)
  • Lebensfähigkeit besteht bis zu einerm Geburtsalter von minimal 22 Wochen.
  • Im Alter von 22 oder 23 Wochen wiegt ein Säugling weniger als 600 Gramm. Die Überlebenswahrscheinlichkeit liegt bei 30 bis 50 Prozent.
  • Die Prognose für das Überleben eines weiblichen Einlings bei 23 vollendeten SSW mit einem Geburtsgewicht von 850 Gramm liegt bei 80 Prozent, für „behinderungsfreies Überleben“ bei 50 Prozent.
  • Bei einem gleichaltrigen Mehrlingsjungen ohne fetale Lungenreifung und einem
    Geburtsgewicht von 420 Gramm sinkt die
    Überlebensprognose auf 10 Prozent und für „behinderungsfreies Überleben“ auf 2 Prozent.

Im Laufe von bis zu vier Wochen in diesem Biobag wuchsen einige Tiere relativ normal heran, öffneten ihre Augen und bewegten sich altersgerecht; auch die Lungen entfalteten sich und das Gehirn reifte normal. Welche subtilen Entwicklungsstörungen nach einer längeren Entwicklungszeit von Föten außerhalb der mütterlichen Gebärmutter auftreten können, haben die Autoren nicht erforscht.

Die Experimente wurden nach vier Wochen im Biobag aus Tierschutzgründen abgebrochen. Zwar würden die morphologischen Befunde der Studie Hoffnung machen, sagt Katrin Klebermass-Schrehof, stellvertretende Leiterin der Abteilung Neonatologie, Pädiatrische Intensivmedizin und Neuropädiatrie, Medizinische Universität Wien. Die Morphologie des Gehirns korreliere aber nicht zwingend mit der Funktion, vor allem im weiteren Verlauf der Entwicklung, räumt sie ein. Unklar ist auch, ob die zeitkritische Verbindung zwischen Nabelschnur und dem extrakorporalen Erhaltungssystem nach einer extremen Frühgeburt möglich ist – ohne dass Sauerstoffmangel im Gehirn auftritt.

Zweifelhafter Nutzen

Am derzeitigen Nutzen der anvisierten Anwendung des Biobags bei menschlichen Frühgeborenen zwischen der 23 bis 28 SSW zweifelt daher nicht nur Ulrich Thome, Leiter der Selbständigen Abteilung Neonatologie, Universitätsklinikum Leipzig: „Diese Frühgeborenen haben heute schon, ohne Biobag, in Deutschland eine Überlebensrate von 70 bis 90 Prozent. Aufgrund der zusätzlichen Gefahren in der Biobag wäre nicht auszuschließen, dass der Zusatznutzen für diese Kinder insgesamt nicht groß sein wird.“ 

Die US-Forscher betonen, dass ihre künstliche Plazenta vor einer ersten experi­mentellen Erprobung an menschlichen Frühgeborenen weiterentwickelt werden müsste. Humane Föten sind um die 23. Schwangerschaftswoche sehr viel kleiner. Die kritischen Phasen der Hirnentwicklung unterscheiden sich zwischen Lämmern und menschlichen Föten.

„Wenn sich das System bewährt, halte ich es für gut vorstellbar, dass es sogar noch bis zu Beginn der 30er-Schwangerschaftswochen angewendet wird, nicht nur bis zur 24. Schwangerschaftswoche.“ Thomas Kohl, Leiter des Deutschen Zentrums für Fetalchirurgie & minimal-invasive Therapie (DZFT), Gießen

Prinzipiell ließen sich die Erkenntnisse dennoch auf Menschen übertragen, ist Thomas Kohl, Leiter des Deutschen Zentrums für Fetalchirurgie & minimal-invasive Therapie (DZFT), Gießen überzeugt. Man müsse der Methode genug Zeit geben, sich zu entwickeln, was sicherlich nicht ohne Probleme umsetzbar sein wird. „Diese erste Phase lässt sich nicht umgehen und ist vergleichbar mit der Entwicklung der Herz-Lungen-Maschine oder der Blutwäsche“, vergleicht Kohl den künstlichen Uterus mit medizinischen Routineverfahren.

„Wenn sich das System bewährt, halte ich es für gut vorstellbar, dass es sogar noch bis zu Beginn der 30er-Schwangerschaftswochen angewendet wird, nicht nur bis zur 24. Schwangerschaftswoche.“ Vielversprechend könnte dei Biobag laut Kohl vor allem für ungeborene Kinder sein, deren bedrohliche Kreislaufsituation schon bei Ultraschall­untersuchungen erkannt wird. Würden diese im Anschluss an ein spezielles Entbindungsverfahren – die sogenannte EXIT-Prozedur – in die künstliche Gebärmutter überführt, könnten Ärzte zusätzliche Gefahren wie etwa Auskühlung, Keimbesiedlung oder die Notwendigkeit, die Kinder zu beatmen,vermeiden.

Ethisches Dilemma

Seiner Meinung nach wäre es dennoch unrealistisch, nicht auch das Auftreten schwerer Behinderungen bei überlebenden Kindern und möglicherweise eine hohe Sterblich­keitsrate während dieser Entwicklungsphase in den ersten Jahren zu erwarten. Hinter dem von Gerichten und Leitlinien immer wieder zitierten Votum des Bundesgerichtshofs, dass ‚Maßnahmen zur Lebensverlängerung ... nicht schon deswegen unerlässlich (sind), weil sie technisch möglich sind’, verberge sich ein kaum lösbares ethisches Dilemma, sagt Peter Dabrock, Professor für Systematische Theologie/Ethik, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg und Vorsitzender des Deutschen Ethikrats, Berlin: „Je jünger man ein Frühgeborenes am Leben erhalten kann, desto eher riskiert man – allerspätestens in der als Grauzone bezeichneten Phase zwischen der 22. und 24. Schwangerschaftswoche – schwerste irreversible Schädigungen des Kindes.

Das alleine wäre kein Grund, nicht um das Leben des Kindes zu kämpfen. Aber wenn eine mehr als kurze Überlebenswahrscheinlichkeit gering ist, das Kind in dieser Zeit leidet und kaum ein würdevolles Leben führen kann: Was dann? Früher konnte man an dieser Stelle sagen: Man solle der Natur ihren Lauf lassen. Aber so können wir nicht mehr reden.“ © gie/aerzteblatt.de

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