„Dies ist vor allem eine öffentliche Bekanntmachung“, sagt Erstautor Terry Hassold von der Washington State University. „Wir wissen seit langem, dass mit zunehmendem Alter der Mutter die Wahrscheinlichkeit chromosomal abnormaler Eizellen steigt, aber diese Beobachtung zeigt, dass viele Chromosomenfehler nichts mit dem Alter der Mutter zu tun haben. Vielmehr handelt es sich um Fehler, die bei unserer Spezies aus unklaren Gründen extrem häufig auftreten.“
Die Meiose ist eine Art der Zellteilung, bei der Ei- und Samenzellen entstehen. Sie umfasst zwei Teilungsrunden, die schließlich zu vier Zellen mit jeweils nur einer Kopie des väterlichen und des mütterlichen Chromosoms führen. Vor der Teilung wird das genetische Material der väterlichen und mütterlichen Kopien jedes Chromosoms durch einen Prozess ausgetauscht, der als meiotische Rekombination oder Crossing Over bezeichnet wird.
Das Versagen der Rekombination ist eine der Hauptursachen für Aneuploidie, d. h. das Vorhandensein einer abnormen Anzahl von Chromosomen. Das Ausmaß dieses Effekts war jedoch nicht klar, da bisher kein Versuch unternommen wurde, die Häufigkeit austauschloser Chromosomen in einer großen Serie menschlicher Eizellen direkt zu messen.
Um diese Wissenslücke zu schließen, führten Hassold und seine Mitarbeiter eine große populationsbasierte Analyse austauschloser Chromosomen im fötalen Eierstock durch. Insgesamt untersuchten sie 7.396 Eizellen aus 160 Gewebeproben. Um den Gesamtanteil menschlicher Eizellen mit einem oder mehreren austauschlosen Chromosomen zu bestimmen, zählten sie Chromosomenpaare, denen das Crossover-assoziierte Protein MLH1 fehlte.
Die Forscher fanden ein überraschend hohes Maß an Rekombinationsfehlern, wobei mehr als 7 % der Eizellen mindestens ein austauschloses Chromosomenpaar enthielten. Den Autoren zufolge ist dies möglicherweise eine Unterschätzung der tatsächlichen Häufigkeit von austauschlosen Chromosomen in menschlichen Eizellen aufgrund der verwendeten konservativen Analysen, und der tatsächliche Wert könnte bei 10-15 % liegen.
Die kleinsten Autosomen (d. h. die Chromosomen 21 und 22) weisen am ehesten ein Rekombinationsversagen auf. Es gibt auch eine subtile, aber statistisch signifikante positive Korrelation zwischen dem Gestationsalter und der Häufigkeit von austauschlosen Chromosomen. Die Beobachtungen deuten auf einen 1,6-fachen Anstieg der Aneuploidie in der Gruppe des höheren Schwangerschaftsalters hin.
„Die wahrscheinlich überraschendste Beobachtung war einfach der hohe Anteil der Eizellen, die austauschlose Chromosomen enthielten“, sagt Hassold. „Wir wussten aus früheren Vorstudien und von trisomischen Schwangerschaften, dass der Wert hoch sein würde, aber ihn direkt in menschlichen Eizellen zu sehen, war doch etwas erschütternd.“
Die Forscher werden in Zukunft nach genetischen Varianten suchen, die die Wahrscheinlichkeit von austauschlosen Chromosomen beeinflussen können.
Die neuen Ergebnisse könnten schließlich eine beträchtliche praktische klinische Bedeutung haben. „Aus unserer Erfahrung in der Beratung von Paaren, die eine Fehlgeburt oder die Geburt eines Kindes mit einem zusätzlichen oder fehlenden Chromosom erlebt haben, ist klar, dass häufig Schuldgefühle damit einhergehen“, sagt Hassold. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass viele dieser Chromosomenfehler ganz im Gegenteil einfach in der menschlichen Biologie verankert sind.“
Diese Arbeit wurde von den National Institutes of Health, der Novo Nordisk Foundation und der Danish National Research Foundation unterstützt.