„SpindleView“-Spindeluntersuchung zur erweiterten Eizelldiagnostik
Das „SpindleView“ zur Spindeluntersuchung der Eizelle ist ein Spezialmikroskop, das mit polarisiertem Licht arbeitet. Mit diesem optischen System kann die Teilungsspindel der Eizelle untersucht werden. Diese Struktur ist mit einem „Motor“ vergleichbar, der für die richtige Verteilung der Chromosomen bei den Reifeteilungen der Eizelle verantwortlich ist.
Fehler bei der Reifeteilung sind der Hauptgrund für eine vermehrte oder verminderte Anzahl an Chromosomen im entstehenden Embryo. Dies stellt den häufigsten Faktor für eine ausbleibende Einnistung oder frühe Fehlgeburten dar.
Durch das „SpindleView“ können Abweichungen der Teilungsspindel, die auf eine fehlerhafte Eizellentwicklung hinweisen, aufgedeckt werden. Diese Untersuchung wird am Tag der Eizellentnahme durchgeführt. Bei der Auswahl der Vorkernstadien einen Tag später wird das Ergebnis der Spindelbeurteilung als zusätzliches Auswahlkriterium verwendet. Es zeigt an, welche befruchteten Eizellen (Vorkernstadien) die beste Entwicklungs- und Einnistungsfähigkeit besitzen.
Ein weiterer Nutzen besteht in der Möglichkeit, die Zellzyklusphase der Eizelle beurteilen zu können. Nur Eizellen, die die erste Reifeteilung abgeschlossen und die Hälfte ihrer Chromosomen im ersten Polkörperchen ausgestossen haben, können durch die ICSI-Behandlung korrekt befruchtet werden. Manche Eizellen befinden sich nach der Eizellentnahme noch in einem Zwischenstadium vor vollständigem Abschluss dieser Teilung. Eine zu frühe Injektion des Spermiums kann dann diesen Prozess stören und zu Fehlverteilungen von Chromosomen führen. Diese befruchteten Eizellen können dann nicht zu einer intakten Schwangerschaft führen. Die Spindeluntersuchung erlaubt die korrekte Beurteilung der Teilungsphase und damit die optimale zeitliche Abstimmung der Spermieninjektion (ICSI). Dies ist besonders wichtig, wenn nur wenige Eizellen für die Behandlung zur Verfügung stehen.
Die Eizellen werden für die Spindeluntersuchung von den Hüllzellen (Cumuluszellen) befreit. Die Beurteilung mit dem SpindleView erfolgt dann kurz vor der Durchführung der intrazytoplasmatischen Spermieninjektion (ICSI), die in Kombination mit SpindleView unabdingbar ist.
Das es sich bei diesem Verfahren um eine mikroskopische Beurteilung der Eizellen handelt, wie sie auch sonst mit einem normalen Lichtmikroskop vorgenommen wird, ist nach derzeitigem Wissensstand nach mittlerweile zehnjähriger klinischer Anwendung mit keiner Schädigung der embryonalen Entwicklung zu rechnen.
Einfrieren (Vitrifikation) von Eizellen, Vorkernstadien und Embryonen (Keimzellen)
Sind mehr Eizellen befruchtet als zum Erreichen der gewünschten Zahl an entwicklungsfähigen Embryonen für den Transfer benötigt werden, besteht in unserem Zentrum die Möglichkeit, diese verschiedenen Stadien der Eizellentwicklung einzufrieren. In besonderen Situationen ist auch das Einfrieren von Eizellen ohne vorherige Durchführung einer IVF oder ICSI sinnvoll (social freezing). Eingefrorene Eizellen und Vorkernstadien sind unbegrenzt lagerfähig. Sie können zu einem späteren Zeitpunkt aufgetaut und verwendet werden.
Im Fall einer ausbleibenden Schwangerschaft können dann weitere Embryotransfere stattfinden, ohne dass zuvor eine erneute ovarielle Hormonstimulation und Follikelpunktion stattfinden müssen.
Entweder erfolgt die Übertragung im sog. Einnistungsfenster des normalen weiblichen Zyklus, zwei bis sechs Tage nach dem Eisprung, oder die Schleimhaut wird alternativ durch die Einnahme von Östrogenen und Gelbkörperhormon für die Einnistung vorbereitet. In beiden Fällen ist die körperliche Belastung und der zeitliche Aufwand für die Behandlung deutlich geringer als im IVF- oder ICSI-Zyklus. In der Regel ist nur eine Ultraschalluntersuchung notwendig, um den Transfer planen zu können.
Durch die Vitrifikation können die Schwangerschaftsraten nach einer Eizellpunktion durch diese zusätzlichen Embryotransfere deutlich gesteigert werden. Selbstverständlich lagern wir auch nach Eintritt einer Schwangerschaft verbleibende Keimzellen für den Fall weiter, dass bei Ihnen der Wunsch nach einem zweiten Kind entsteht. Bisherige Untersuchungen ergaben keine Hinweise auf Schäden bei Kindern, die nach Kryokonservierung geboren wurden. Aktuelle Studien weisen nach, dass die Schwangerschaftsraten höher sind und die gebursthilflichen sowie neonatologischen Ergebnisse besser sind.
Zur Kryokonservierung werden die Keimzellen in eine spezielle Gefrierschutzflüssigkeit umgesetzt und nach Vitrifikation in strohhalmförmige, verschließbare Kunststoffcontainer übertragen. Die Temperatur wird durch Schockgefrieren auf –196 °C absenkt. Bei dieser Temperatur erfolgt dann die weitere Lagerung der Container in einem Tank mit flüssigem Stickstoff.
Für den Transfer werden die Keimzellen nach einem exakt festgelegten Protokoll wieder aufgetaut. In unserem Zentrum ist die Überlebensrate nach dem Auftauprozess mit über 90 % sehr hoch.
EmbryoScope+: dynamische anstatt statische Analyse der Embryonalentwicklung
Das Embryo Monitoring System der Firma Unisense FertiliTech A/S besteht aus drei Hauptkomponenten: dem EmbryoScopeTM (einem Brutschrank mit integriertem Mikroskop für automatische Zeitrafferaufnahmen), dem EmbryoViewerTM (einem Softwaresystem zur umfassenden Embryobeurteilung) und dem EmbryoSlide® (einem speziellen Trägersystem zur Einzelkultur der Embryonen). Die kontinuierliche, vierdimensionale Dokumentation der frühen Embryonalentwicklung erschließt eine Vielfalt bisher unzugänglicher Informationen und ermöglicht die Embryobeurteilung mit nie gekannter Treffsicherheit.
Üblicherweise werden die befruchteten Eizellen (Vorkernstadien) bzw. Embryonen zu wenigen, definierten Zeitpunkten aus dem Brutschrank geholt, um anhand von „Momentaufnahmen“ unter dem Mikroskop eine Beurteilung vorzunehmen. Die Aussagekraft dieses Verfahrens ist begrenzt.
Die lückenlose Videodokumentation der Embryonalentwicklung macht dagegen eine Vielzahl zusätzlicher Informationen zugänglich, die eine treffsichere Auswahl entwicklungsfähiger Embryonen ermöglicht. Vielfach handelt es sich dabei um Kennzeichen der genetischen bzw. metabolischen Beschaffenheit eines Embryos. Die Verbesserung der Embryonalentwicklung wird weiterhin durch die Kultur mit reduziertem Sauerstoff ermöglicht.
Einige Beispiele:
Von der Mikroinjektion (ICSI) bzw. der Befruchtungskontrolle bei konventioneller IVF bis zum Embryotransfer nimmt die hochwertige Optik in Intervallen von 10 min Bilder jedes einzelnen Embryos auf. Für spätere 3D-Analysen können zu jedem Zeitpunkt bis zu neun Schärfeebenen dokumentiert werden. Die Bildqualität lässt selbst kleinste Zellkernstrukturen klar erkennen. Dabei liegt die Lichtexposition für jeden Embryo um Größenordnungen niedriger als bei der konventionellen Mikroskopie. Die Gesamtbelichtungszeit über 5 Tage ist nur etwa 100 Sekunden. Als Lichtquelle dient eine LED, die langwelliges, schonendes Licht von 635 nm Wellenlänge ausstrahlt - der Embryo wird dem unnatürlichen Umgebungslicht deutlich weniger ausgesetzt.
Die Aufnahmen der Embryonalentwicklung werden zusammen mit den Patientendaten und der Dokumentation der Kulturbedingungen im dazugehörigen Analysesystem, dem EmbryoViewerTM, gespeichert. Hier werden die Einzelbilder zu Zeitraffer-Videos kombiniert und eine Vielzahl von Auswertungsmöglichkeiten angeboten. Die Teilungszeitpunkte und andere wichtige Analyseergebnisse wie z.B. die Anzahl der Vorkerne können in eine Diagnosetabelle eingetragen werden. Die Software erlaubt Direktvergleiche zwischen Embryonen: Ein Zeitfilter stellt alle Embryonen zu festlegbaren Zeitpunkten dar und die Embryonen der engeren Wahl können parallel angesehen werden. Das System bietet durch die Aufnahme von Schichtbildern die Möglichkeit, zu jedem beliebigen Zeitpunkt– ähnlich wie am Mikroskop – die aufgenommenen Schärfeebenen vergleichend anzuschauen. Auf Knopfdruck können Berichte mit den wichtigsten Bildern und Daten erstellt werden.
Bei all diesen Analysen bleiben die Embryonen nunmehr völlig ungestört, sie müssen nicht aus dem Inkubator genommen werden. Die Verbindung von besonders schonender Embryokultur und umfassender Embryobeurteilung trägt zur Verbesserung der Behandlungsergebnisse bei.
Nur jede 4. bis 6. Eizelle ist in der Lage, sich zu einem entwicklungsfähigen Embryo, der zu einer intakten Schwangerschaft führt, zu entwickeln. Hauptgrund für embryonale Entwicklungsstörungen sind genetische Fehler der Eizelle. Die Identifizierung und Auswahl der entwicklungsfähigen Embryonen für den Transfer ist somit entscheidend für die Erfolgaussichten einer künstlichen Befruchtung.
Bei normaler und zeitgerechter Entwicklung hat sich fünf Tage nach der Eizellgewinnung bereits eine Höhle im Embryo gebildet. Dieses Entwicklungsstadium des Embryos wird deshalb auch Blastozyste genannt. In diesem Stadium erreicht der Embryo natürlicherweise nach seiner Wanderung durch den Eileiter die Gebärmutterhöhle. Damit ist durch den Transfer am Tag 5 oder 6 nach der Follikelpunktion auch eine bessere Synchronisation zwischen Gebärmutterschleimhaut und Embryoentwicklung gegeben.
Durch die Entwicklung von neuen Kulturflüssigkeiten, die den wechselnden Nährstoffansprüchen der einzelnen Entwicklungsstadien Rechnung tragen, ist die Kultur bis zur Blastozyste möglich geworden. So kann die Beurteilung der Entwicklungsfähigkeit eines Embryos unter dem Mikroskop zu diesem Zeitpunkt erfolgen. Der späte Beurteilungszeitpunkt am Tag 5 oder 6 verbessert die Treffsicherheit bei der Wahl der entwicklungsfähigen Embryonen: bei verlängerter Kultur wirken Mechanismen der „Selbstauswahl“. Nicht entwicklungsfähige Embryonen werden durch Wachstumsverzögerung gut erkennbar. Die Zahl der befruchteten Eizellen und Embryonen, die bis zu diesem Zeitpunkt beobachtet werden sollen (d.h. die benötigte Zahl der Befruchtungsversuche), wird nach individuellen Prognosekriterien wie Alter der Patientin, Anzahl der Vorversuche und Bewertungsparameter der Eizellen und Vorkernstadien (SpindleView, Vorkern-Score) festgelegt.
Es soll nur die von dem Paar gewünschte Anzahl an entwicklungsfähigen Embryonen, d.h. ein oder zwei, entstehen, die dann in diesem Versuch übertragen werden. Überzählige entwicklungsfähige Embryonen sollten möglichst nicht entstehen. Wenn sie in seltenen Einzelfällen dennoch vorhanden sind, sollen sie vitrifiziert (tiefgefroren) und in einem Folgezyklus übertragen werden (Juristischer Kommentar zum Embryonenschutzgesetz, Günther/Taupitz/Kaiser, 2008).
In diesem Umstand besteht der einzige Unterschied zu einigen benachbarten europäischen Ländern, in denen eine Vorratshaltung von Embryonen toleriert wird. Bei Durchführung eines Blastozystentransfers sind auch in Deutschland Schwangerschaftsraten von über 50% pro Versuch erreichbar. In Deutschland ist somit nicht nur ein hoher medizinischer Behandlungsstandard gewährleistet, sondern auch ein maximaler Schutz der Embryonen vor Missbrauch.
Nach unserer Erfahrung haben viele Paare bereits große Bedenken, nach abgeschlossener Familienplanung noch vorhandene befruchtete Eizellen, die noch nicht einem Embryo entsprechen, zu verwerfen. Dies würde umso mehr für eingefrorene Embryonen gelten, die bei einer Vorratshaltung in der Regel anfallen.
Assisted hatching: Laserbehandlung der Zona pellucida
Die menschliche Eizelle liegt in einer gelatineartigen, kugelförmigen Hülle (Zona pellucida), die sie vor äußeren Einflüssen schützt und das Eindringen zu vieler Spermien bei der Befruchtung verhindert. Nach der Befruchtung entwickelt sich der Embryo zunächst in dieser Hülle. Am fünften Entwicklungstag hat er das sogenannte Blastozystenstadium erreicht. Er ist nun so groß, daß er die Schutzhülle verlassen muß (sog. „Schlüpfen“, engl. „hatching“). Das Schlüpfen ist Voraussetzung für die weitere Embryonalentwicklung und die Einnistung des Embryos in die Gebärmutterschleimhaut.
Schwierigkeiten beim Schlüpfen stellen eine Ursache für ein Ausbleiben der Schwangerschaft bei ansonsten idealen Behandlungsbedingungen dar.
Eine Verhärtung der Zona pellucida ist besonders dann anzunehmen, wenn hohe Hormonmengen zur Follikelstimulation verwendet werden mussten, bereits erfolglose Versuche durchgeführt wurden, eine Frau älter als 35 Jahre ist oder Eizellen zuvor kryokonserviert waren. Nicht immer bestehen eindeutige Hinweise auf mögliche Hindernisse für das Schlüpfen, so dass wir allen Paaren anraten, den Embryonen vor dem Transfer, am Tag 2 oder 3, Schlüpfhilfe mittels einer speziellen Technik zu leisten (sog. „assisted hatching“): Durch einen schwachen gebündelten Laserstrahls wird unter dem Mikroskop eine kleine „Sollbruchstelle“ in der Schutzhülle geschaffen, die den späteren Schlüpfvorgang erleichtern kann. Aufgrund der niedrigen angewendeten Energiemenge besteht dabei keinerlei Gefahr für den Embryo, wie zahlreiche Studien bestätigen konnten.
Kurze Zeit nach dem Transfer der Embryonen in die Gebärmutterhöhle entscheidet sich, ob sie sich in der Schleimhaut einnisten werden. Der Embryotransfer erfolgt in unserem Zentrum grundsätzlich unter Ultraschallsicht, damit die Embryonen an der günstigsten Stelle der Gebärmutter plaziert werden können.
Die zusätzliche Anwendung eines speziellen Nährmediums (EmbryoGlue), in das die Embryonen schon eine gewisse Zeit vor dem Transfer gesetzt werden, kann die Einnistung entscheidend fördern. Als wichtigste Inhaltsstoffe enthält es Hyaluronsäure und Albumin. Diese Substanzen können sich wie eine Brücke zwischen Embryo und Gebärmutterschleimhaut verhalten und einen kleberähnlichen Effekt ausüben, wodurch ein „Wegschwimmen“ des Embryos von der exakten Transferstelle weniger wahrscheinlich wird. Die Inhaltsstoffe des EmbryoGlue-Mediums sind dem Milieu der Gebärmutterhöhle angepasst, so dass eine rasche Vermischung vom Transfermedium und der Flüssigkeit in der Gebärmutterhöhle erreicht wird. Eine Anwendung ist für Embryonen aller Entwicklungsstadien und auch im Kryotransfer-Zyklus möglich. Nach der aktuellen Datenlage wird eine 30% höhere Implantationsrate erreicht.