Genetische Präimplantationstests für Embryonen (PGT)

Genetische Präimplantationstests (PGT) im Überblick

• Genetische Präimplantationstests (PGT) untersuchen Embryonen während der In-vitro-Fertilisation (IVF) vor dem möglichen Transfer in die Gebärmutter einer Frau auf eine Reihe genetischer Probleme, die zum Scheitern der Implantation führen können, Fehlgeburten und Geburtsfehler bei einem Kind verursachen können.
• Zu diesen Gendefekten gehören ein fehlendes oder zusätzliches Chromosom im Embryo (z. B. Down-Syndrom), einzelne Genstörungen (wie Sichelzellenanämie) oder die Umlagerung von Genen, die zu Schwangerschaftsverlusten und Geburtsfehlern führen können.
• Wir verwenden drei spezifische Arten von PGT, ein neuer Begriff, der dieselben Funktionen umfasst wie die früher benannten und bekannteren Embryonen-Gentests Präimplantationsdiagnostik (PGD) und Präimplantations-Genscreening (PGS).
• Embryologen verwenden PGT, um genetische Defekte in Embryonen während der IVF zu finden, so dass diese Embryonen nicht in die Gebärmutter der Frau übertragen werden, um eine Schwangerschaft zu erreichen.

Was ist ein genetischer Präimplantationstest (PGT) für Embryonen?

Die genetische Präimplantationsdiagnostik bezieht sich auf die drei Arten von Tests, die während einer IVF an Embryonen durchgeführt werden können:

• Präimplantationsgenetisches Screening auf abnorme Chromosomenzahl (PGT-A)
• Präimplantationsgenetischer Test auf monogene (individuelle) Krankheiten (PGT-M)
• Präimplantationsgenetischer Test auf strukturelle Umlagerung (PGT-SR) für bekannte chromosomale Fehlanordnungen wie Inversion und Translokation.

Fertilitätsspezialisten führen diese Tests aus zwei wichtigen Gründen durch. Zum einen soll festgestellt werden, ob Embryonen genetische Anomalien aufweisen, die häufig zu einer fehlgeschlagenen Einnistung und Fehlgeburt führen, was wiederum eine erfolglose IVF zur Folge hat. Der zweite Grund ist die Identifizierung von Embryonen mit genetischen Defekten, die zu einem Kind mit einer genetischen Störung führen können, die zum Tod oder zu vererbbaren Krankheiten wie Muskeldystrophie führen kann.

Embryonen, bei denen solche Fehler festgestellt werden, werden von der Übertragung in den Mutterleib für eine Schwangerschaft ausgeschlossen. Die Forschung hat gezeigt, dass genetische Fehler in Embryonen eine der Hauptursachen für gescheiterte Schwangerschaften und Lebendgeburten sind. Ein Fruchtbarkeitsspezialist kann Paare, die an einem PGT-Test interessiert sind, beraten, um die verfügbaren Verfahren zu besprechen.

Die drei Arten von PGT sind neue Begriffe, auf die sich die medizinische Gemeinschaft zubewegt und die die früheren Begriffe Präimplantationsdiagnostik (PGS) und Präimplantationsdiagnostik (PGD) ersetzen. Die Funktion von PGS wird nun durch PGT-A erfüllt. Die Funktion der PID wird nun entweder durch PGT-SR oder PGT-M erfüllt. Die Tests selbst werden nach wie vor auf die gleiche oder ähnliche Weise durchgeführt.

Präimplantationsdiagnostik auf Aneuploidie (PGT-A)

PGT-A ist eine Analyse von Embryozellen, um festzustellen, ob die normale Anzahl von Chromosomen vorhanden ist. Eine ungleiche Teilung von Spermien oder Eizellen kann dazu führen, dass ein Embryo zu wenige oder zu viele Chromosomen hat.

Die meisten Menschen haben 46 Chromosomen, weil sie 23 Chromosomen von jedem Elternteil erben. Wenn einem Embryo oder einer Zelle ein Chromosom fehlt oder ein zusätzliches vorhanden ist, spricht man von Aneuploidie. Eine Monosomie ist ein fehlendes Chromosom und eine Trisomie ist ein zusätzliches Chromosom.

Ein Kind kann nur eine Art von Monosomie überleben, das Turner-Syndrom, bei dem eines der X-Chromosomen fehlt. Eine Trisomie von Chromosomenpaaren kann manchmal zur Lebendgeburt führen, das Down-Syndrom, auch Trisomie 21 genannt (ein zusätzliches Chromosom im normalen Paar Nr. 21), das Turner-Syndrom (Trisomie 18) und das Patau-Syndrom (Trisomie 13). Nach Angaben der Centers for Disease Control and Prevention ist 1 von 700 Babys vom Down-Syndrom betroffen.

Aneuploidie ist eine der Hauptursachen für fehlgeschlagene Einnistungen bei Schwangerschaften und Fehlgeburten sowie eine der Hauptursachen für Geburtsfehler bei Kindern.

Kandidaten für PGT-A sind unter anderem:

• Paare, bei denen in einer früheren Schwangerschaft eine Aneuploidie aufgetreten ist.
• Frauen, die zwei oder mehr Fehlgeburten hatten.
• Frauen, bei denen die Einnistung eines Embryos gescheitert ist.
• Frauen, bei denen eine ungeklärte Unfruchtbarkeit diagnostiziert wurde.
• Frauen, die älter als 35 Jahre sind.
• Frauen, die sich zahlreichen erfolglosen Fruchtbarkeitsbehandlungen unterzogen haben.

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Embryo preimplantation genetic testing for a monogenic disease (PGT-M)

PGT-M analysiert auf spezifische Genmutationen, von denen bekannt ist, dass ein (oder beide) Elternteile sie tragen. Ein familiärer Hintergrund mit genetischen Störungen bei einem oder beiden Elternteilen kann die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass ein Kind mit einer genetischen Mutation geboren wird.

Eine Störung, die ein einzelnes spezifisches Gen betrifft, ist auf eine Mutation in der DNA-Sequenz zurückzuführen. Dies führt zu Krankheiten wie Mukoviszidose und Sichelzellenanämie. Sie kann auch eine vererbte genetische Mutation verursachen, wie die BRCA1- und BRCA2-Mutationen, die das Risiko einer Frau für Brust- und Eierstockkrebs stark erhöhen.

Bei der PGT-M testet der Fertilitätsspezialist die Embryonen auf spezifische genetische Störungen, bevor der Embryo möglicherweise in die Gebärmutter der Frau übertragen wird.

Die PGT-M untersucht häufige Störungen, darunter:

• Die Huntington-Krankheit.
• Sichelzellenanämie.
• Muskeldystrophie.
• Mukoviszidose.
• BRCA1 & BRCA2-Mutationen.
• Fragiles-X-Syndrom.
• Tay-Sachs-Krankheit.

PGT für strukturelle Chromosomenumlagerungen (PGT-SR)

PGT-SR analysiert Embryonen von Patienten, von denen bekannt ist, dass sie eine strukturelle Chromosomenumlagerung haben, wie z. B. eine Inversion oder Translokation. Bei Patienten mit einer bekannten strukturellen Umlagerung besteht ein höheres Risiko, dass sie Embryonen erzeugen, die nicht die richtige Menge an chromosomalem Material aufweisen. Die betroffenen Embryonen führen mit geringerer Wahrscheinlichkeit zu einer Lebendgeburt. Patienten mit diesen Problemen haben häufig wiederholte Fehlgeburten.

PGT-SR untersucht unter anderem folgende Störungen:

• Robertsonsche Translokationen.
• Rekiproke Translokationen.
• Nicht-reziproke Translokationen.

Wie werden PGT-A, PGT-SR und PGT-M an Embryonen während der IVF durchgeführt?

Die beiden Hauptschritte der drei PGT-Typen sind gleich. Der erste Schritt ist eine Embryonenbiopsie. Der zweite Schritt ist die Analyse der Biopsie in einem Labor, um einen Gentest an der DNA durchzuführen.

Bei beiden Testformen erfolgt die Biopsie im Entwicklungsstadium der Blastozyste (5. oder 6. Tag der Embryokultur). Die Blastozyste besteht aus zwei Zelltypen, dem Trophektoderm (TE), aus dem sich die Plazenta entwickelt, und der inneren Zellmasse (ICM), aus der sich später das Baby entwickelt.

Bei der Biopsie werden 3-10 Zellen aus dem Trophektoderm (vor der Plazenta) entnommen und im Labor auf genetische Störungen untersucht. Die Zellen, aus denen sich das Baby entwickeln soll, werden nicht angetastet. Die Ergebnisse liegen in der Regel innerhalb von 7-10 Tagen nach der Biopsie vor. Die Blastozyste wird unmittelbar nach der Biopsie eingefroren, um die Testergebnisse abzuwarten, und dann aufgetaut und der Frau in einem späteren Zyklus übertragen.

NGS (Next Generation Sequencing) identifiziert jetzt Mosaizismus in Embryonen

Die Laboruntersuchung der Embryonenbiopsie wird mit Next Generation Sequencing (NGS) durchgeführt, das eine molekulare Auswertung und leistungsstarke Computertechnik einsetzt, um die Wahrscheinlichkeit von Chromosomenanomalien zu erkennen. Bis vor kurzem galten die NGS-Ergebnisse nur als abnormal oder normal, so dass der Embryo als gut oder schlecht bewertet werden konnte.

Es gibt jedoch eine Grauzone zwischen diesen absoluten Werten, die Mosaizismus genannt wird. NGS kann nun solche Mosaik-Embryonen identifizieren, die einen unterschiedlichen Anteil an abnormalen und normalen Zellen aufweisen. Ein Embryo im Blastozystenstadium hat mehr als 100 Zellen, und bei einem Mosaik-Embryo sind einige abnormal, andere normal. Bei einem Embryo mit hohem Mosaikanteil überwiegen abnorme Zellen und einige wenige normale Zellen. Bei einem geringen Mosaikanteil überwiegen normale Zellen.

Bisher konnten genetische Präimplantationstests Mosaike nicht erkennen. Jetzt kann NGS den Grad des Mosaiks genau bestimmen und Ärzten und Patienten eine vollständigere Analyse liefern, die die Chancen auf eine erfolgreiche Schwangerschaft und Geburt erhöhen kann. Nach Rücksprache mit einem genetischen Berater haben wir Richtlinien, ob ein Embryo mit Mosaik implantiert werden soll oder nicht.

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Überlegungen zu Präimplantationsdiagnostik bei Embryonen

PGT-Risiken

Es gibt keine dokumentierten Gesundheitsrisiken für Kinder, die nach PGT-Tests geboren werden, die über die normalen Gesundheitsrisiken für Mutter und Kind durch IVF hinausgehen. Der Umgang mit dem Embryo, seine Biopsie, das Einfrieren und Auftauen bergen ein geringes Risiko, dass ein Embryo beschädigt wird und sich nicht einnistet. Im Allgemeinen gehen etwa 5 % der mit der PGT untersuchten Embryonen aufgrund solcher Schäden verloren.

Ein weiteres Risiko der PGT ist die Ungenauigkeit der Testergebnisse, da der Test nicht zu 100 % genau ist. Aus diesem Grund wird der Patientin empfohlen, sich während der Schwangerschaft den üblichen pränatalen Tests zu unterziehen, z. B. der Fruchtwasseruntersuchung.

Ethische Fragen der PGT

Mit der Weiterentwicklung der PGT-Tests könnte die Aussicht auf die Auswahl von Merkmalen, die an ein Kind weitergegeben werden sollen, durch die Embryonenselektion zu einer weiteren Anwendung dieser Technologie werden. Ursprünglich wurde sie nur eingesetzt, um die Zahl der gesunden IVF-Geburten zu erhöhen, und das ist immer noch der Hauptgrund für ihren Einsatz. Die PGT wird in Zukunft zweifellos häufiger von Eltern eingesetzt werden, um in der Embryonengenetik nach Merkmalen zu suchen, die sie an ihre Kinder weitergeben wollen, und um andere Merkmale auszusortieren.

Damit befindet sich die PGT auf dem moralischen Terrain der Eugenik, einem früheren wissenschaftlichen Versuch, die menschliche Bevölkerung durch selektive Züchtung auf gewünschte Merkmale zu verbessern. PGT-Experten sehen hierin ein zunehmendes Problem für Kliniken, die diese Dienstleistung anbieten, und für Patienten, die entscheiden, ob sie sie in Anspruch nehmen wollen oder nicht. Die Debatte darüber, welche genetischen Merkmale identifiziert werden sollten, sowie über die Notwendigkeit von Gesetzen für Kliniken und Patienten ist noch nicht abgeschlossen.

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