Aneuploidie-Screening

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 15. März 2024

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Das Aneuploidie-Screening dient der Feststellung von numerischen Chromosomenaberrationen bei in vitro erzeugten Embryonen, die zur Einpflanzung vorgesehen sind. Es handelt sich um eine zytogenetische Untersuchung, bei der ausschließlich zahlenmäßige Aberrationen bestimmter Chromosomen festgestellt werden können. Das Aneuploidie-Screening stellt damit eine Form der Präimplantationsdiagnostik (PID) dar.

Was ist das Aneuploidie-Screening?

Das Aneuploidie-Screening kommt nur bei der in-vitro-Fertilisation zur Anwendung. Das wichtigste Ziel besteht darin, nur Embryonen ohne erkennbare Chromosomenaberrationen in die Gebärmutter zu transferieren.

Unter dem Begriff Aneuploidie-Screening werden zytogenetische Untersuchungsverfahren zusammengefasst, die in der in-vitro-Fertilisation (IVF) einen Hinweis auf zahlenmäßige Aberrationen bei bestimmten Chromosomen geben können. Prinzipiell kann das Aneuploidie-Screening Hinweise auf Nullosomie, Monosomie und Polysomie wie z. B. die Trisomie geben.

Bei der Nullosomie fehlt ein Chromosomenpaar völlig, bei der Monosomie fehlt jeweils ein homologes Chromosom eines Chromosomenpaares und bei der Polysomie liegen mehr als zwei homologe Chromosomen für ein bestimmtes Chromosomenpaar vor. Die bekannteste Polysomie ist die Trisomie 21, die zum Down-Syndrom führt. Da die meisten numerischen Chromosomenaberrationen – besonders Monosomien - letal sind, also zu natürlichen Schwangerschaftsabbrüchen, Fehl- oder Totgeburten führen, werden nur Embryonen ohne erkennbare Chromosomenaberrationen in die Gebärmutter eingepflanzt.

Hierdurch soll sich die Erfolgsquote der IVF verbessern, allerdings sind bestimmte Chromosomenaberrationen nicht unbedingt letal, sondern führen zu Auffälligkeiten und schweren Einschränkungen im späteren Leben wie bei dem Down- oder dem Turner-Syndrom. Deshalb gibt es in einigen Ländern aus ethischen Gründen ein generelles Verbot oder starke Einschränkungen für diese Art der Präimplantationsdiagnostik (PID).

Funktion, Wirkung & Ziele

Es wird hierbei ausschließlich eine mögliche Aneuploidie der Eizelle überprüft. Das geschieht in der Annahme, dass etwa 90 % der Aneuploidien mütterlichen Ursprungs sind. Es handelt sich damit nicht um eine PID im engeren Sinn, sondern um eine Präfertilisationsdiagnostik, weil noch keine Befruchtung, also keine Verschmelzung der Ei- mit einer Samenzelle stattgefunden hat. Das Aneuploidie-Screening am Präimplantationsembryo im frühen Blastulastadium dagegen erfüllt den Tatbestand einer PID, weil sich die Untersuchung auf das „echte“ Embryonalstadium bezieht – auch wenn es sich noch um ein sehr frühes, nur wenige Tage altes, Stadium handelt.

Bei der Polkörperdiagnostik werden die beiden Polkörper, die die Eizelle während der ersten und zweiten Reifeteilung noch vor der Verschmelzung mit der Samenzelle ausbildet, entnommen und auf Aneuploidie untersucht. Zur Feststellung einer evtl. vorhandenen Aneuploidie wird der sogenannte FISH-Test (Fluoreszens-in-situ-Hybridisierung) angewandt. Der FISH-Test gestattet bisher nur die Untersuchung der Chromosomen 13, 16, 18, 21, 22 und der Geschlechtschromosomen X und Y. Die Chromosomen der nach der Reifeteilung aufgespaltenen Doppelhelixstruktur verbinden sich mit chromosomenspezifischen DNA-Sonden mit der jeweils komplementären DNA-Sequenz.

Die DNA-Sonden sind mit unterschiedlichen Fluoreszenzfarben markiert. Unter dem Lichtmikroskop können die homologen Chromosomen in einem halbautomatisierten Verfahren ausgezählt werden, so dass sich zahlenmäßige Aberrationen erkennen lassen. Analog zur Polkörperdiagnostik verläuft das Aneuploidie-Screening an den Präimplantationsembryonen, die sich noch im frühen Blastomerstadium befinden. Jetzt handelt es sich allerdings um diploide Chromosomensätze, deren Doppelhelix zunächst aufgespalten werden muss, um die Verbindung der Chromosomen mit den komplementären DNA-Sonden initiieren zu können.

Ziel des Aneuploidie-Screenings bleibt in beiden Verfahren eine Positivauslese der in vitro befruchteten Eizelle noch vor dem Transfer in die Gebärmutter, um eine möglichst hohe Erfolgsquote für die erwünschte Schwangerschaft zu erzielen. Ein vieldiskutiertes ethisches Problem ergibt sich aus der Negativauslese, die automatisch mit der Positivauslese verbunden ist und von einigen Extremkritikern gerne argumentativ in die Nähe von Eutanasie gebracht wird. Ein weiteres ethisches Problem wird bei der Nutzung der IVF zur Erzeugung des sogenannten Retterbabys gesehen. Über eine Positivauslese von in vitro erzeugten Embryonen können omnipotente immunkompatible Stammzellen gezüchtet werden, die Geschwistern bei bestimmten Erkrankungen durch eine Implantation das Leben retten könnten.

Risiken, Nebenwirkungen & Gefahren

Allgemeine, systemimmanente Problem entstehen aufgrund überzogener Erwartungshaltungen an die Präzision der Ergebnisse des Screenings. Das gilt im positiven wie auch im negativen Ergebnis. Ein positives Ergebnis, das heißt, mindestens eine Chromosomenaberration wurde gefunden, ist mit einer gewissen Unsicherheit behaftet. Es kann vorkommen, dass durch das Positivergebnis die entsprechende Eizelle fälschlicherweise für eine Verpflanzung ausgeschlossen wird obwohl in Wirklichkeit kein Chromosomendefekt vorliegt. Diese Art von Falschdiagnose liegt aber weniger am Verfahren selbst als vielmehr daran, dass Embryonen im Blastula-Stadium durchaus einige wenige Zellen mit Chromosomenaberrationen aufweisen kann.

Andererseits dürfen sich die angehenden Eltern eines IVF-Kindes nicht sicher sein, dass bei einem Negativergebnis der Aneuploidie-Untersuchung auch tatsächlich keine Chromosomenaberration vorliegt. Eine weitere Gefahr besteht bei der Entnahme der notwendigen Anzahl von Zellen am Embryo. Es kommt vor, dass die per Biopsie entnommenen Zellen absterben und nicht mehr untersucht werden können. Da die Biopsie an demselben Embryo nicht mehr wiederholt werden kann, steht er für eine Verpflanzung nicht mehr zur Verfügung, weil kein Untersuchungsergebnis vorliegt. Es wird auch diskutiert, inwieweit die Biopsie den Embryo in seiner Fertilität beeinträchtigt, so dass die Erfolgsrate für eine Schwangerschaft insgesamt beeinträchtigt wird.

Quellen

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