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Medizin

Künstliche Befruchtung: Das Genom verliert an Stabilität

Freitag, 13. Oktober 2017

/dpa

Leuven – Nach künstlichen Befruchtungsmaßnahmen weisen Embryonen im Vergleich zu denen, die nicht im Labor gezeugt wurden, signifikant höhere Instabilitäten im Genom auf, wie jetzt aus einer Publikation im reproduktionsmedizinischen Fachjournal Human Reproduction hervorgeht (DOI: 10.1093/humrep/dex286). Während unter den in vivo gezeugten Embryonen knapp 20 Prozent eine chromosomale Anomalie aufwiesen, traten solche Abweichungen je nach Art der reproduktions­medizinischen Maßnahme bei rund 70 bis 85 Prozent der In-vitro gezeugten Embryonen auf.

Mindestens die Hälfte der menschlichen Embryonen nach Spontanaborten weisen genetische Abnormalitäten auf. Es ist immer noch unklar, inwiefern chromosomale Aneuploidien infolge einer In-Vitro-Fertilisation im Vergleich zur natürlichen Zeugung vermehrt auftreten, und so zu der erhöhten Abortrate und der nach wie vor eher geringen Erfolgsrate von Laborzeugungen beitragen könnten. So liegt laut letztem Report des Deutschen IVF-Registers die Anzahl der Geburten pro Anzahl der durchgeführten Behandlungen, die Baby-Take-Home-Rate, lediglich bei 20 Prozent.

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Will man jedoch Unterschiede von genetischer Instabilität nach künstlicher beziehungsweise natürlicher Zeugung an Tieren erkennen, so sind in diesem Fall Mäuse als das sonst übliche Versuchstier der Reproduktionsmediziner das falsche Modell, denn diese reagieren auf solche Manipulationen genetisch eher stabil. Die Arbeitsgruppe um Joris Robert Vermeesch aus dem bekannten Labor des Zentrums für Humangenetik der Universität Leuven in Belgien hat zusammen mit einem interna­tionalen Forscherteam daher diese Frage erstmals aufwendig an Holsteinischen Kühen untersucht, da diese sich für den Abgleich von genetischen Instabilitäten besser eignen.

Die Genetiker haben drei verschiedene Gruppen miteinander verglichen. Zum einen wurden die Ovarien der Rinder stimuliert und die danach natürlich entstandenen Embryonen sind auf chromosomale Instabilitäten (CIN) untersucht worden. Eine weitere Gruppe bildeten jene, bei denen nach der Stimulation einzelne Oozyten entnommen und im Labor fertilisiert worden sind. Eine dritte Gruppe von Embryonen entstand schließlich aus Oozyten, die ohne jede hormonelle Stimulation entnommen, aber dann ebenfalls künstlich befruchtet worden sind.

Anschließend wurden 171 einzelne Blastomerzellen von 42 Embryonen mittels single-cell-Analyse genetisch untersucht, die sowohl Haplotyping als auch Copy-number-profiling (Haplarithmisis) erlauben. In der ersten (in-vivo) Gruppe waren unter den einzelnen Blastomeren (n=59) insgesamt 91,5 Prozent komplett euploid. Unter den in-vitro befruchteten betrug der Anteil jedoch lediglich 43,4 Prozent bei denen, für die die Eizellen ohne Hormonstimulation gewonnen worden sind (n=66) und 50.0 Prozent unter denen, deren Eizellen mit Stimulation gewonnen worden sind (n=46).

Betrachtete man die Embryonen als Ganzes, so wiesen 82,2 Prozent unter den in-vivo gezeugten Embryonen (n=16) keine einzige genetisch instabile Blastomerzelle auf. Dies galt indes nur für 30,8 Prozent der Embryonen, die mit Hormonstimulation künstlich gezeugt worden waren (n=13) und für lediglich 15,4 Prozent von denjenigen, die ohne Stimulation, aber ebenfalls in-vitro gezeugt worden waren (n=13).

Die Forscher weisen darauf hin, dass Mosaikembryonen mit abnormalen Blastomer­zellen diese abstoßen und sich dann dennoch normal entwickeln können. Jedoch benötigt der Embryo eine kritisch gesunde Zellmasse an Blastomeren. Ihre Ergebnisse zeigten, dass doch ein erheblicher Anteil der Blastomerzellen in den in-vitro-fertilisierten Embryonen genetisch alteriert war, wodurch das Überleben beeinträchtigt werden könne. Ihre Ergebnisse legten daher nahe, die Laborbedingungen für die künstliche Befruchtung weiter zu optimieren, um genetische Instabilitäten zu vermeiden.

Eine Limitierung der Studie, so die Autoren, liege darin, dass ein solches Tiermodell nicht ohne weiteres auf den Menschen übertragen werden könne. Außerdem hat man die Oozyten für die In-Vitro-Fertilisation nach Tötung der Tiere aus den Eierstöcken direkt gewonnen und nicht aus den lebenden Tieren entnommen. Dennoch ließen die Ergebnisse angesichts fehlender Vergleichsuntersuchungen am Menschen den Schluss zu, dass zu den Komplikationen einer künstlichen Zeugung auch eine erhöhte Rate genetische Aberrationen zählt.  © mls/aerzteblatt.de

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