Die Genetische Präimplantationsdiagnose (PGD) ist ein immer wichtiger werdendes Verfahren auf dem Gebiet der assistierten Reproduktion und der molekularen Biologie und betrifft die genetische Untersuchung des Embryos vor seinem Transfer in die Gebärmutter.

Die genetische Untersuchung wird bei Embryos von Paaren angewendet, bei denen die Veranlagung zur Übertragung von Erbkrankheiten (etwa Thalassämie, Mukoviszidose) vorliegt. In diesem Fall hat zwar das Paar keine Fruchtbarkeitsprobleme, wird jedoch einem konventionellen IVF-Zyklus unterzogen, um genetische Untersuchungen an den Embryonen vorzunehmen und anschließend nur gesunde Embryonen in die Gebärmutter der Frau zu implantieren. Vorrangiges Ziel der Genetischen Präimplantationsdiagnose ist die Geburt eines gesunden Kindes und die Vermeidung einer pathologischen Schwangerschaft, die aufgrund der Veranlagung zu Erbkrankheiten bei einer natürlichen Empfängnis auftreten könnte.

Gene sind Abschnitte unseres genetischen Materials (DNA) und enthalten die für den Aufbau und die Funktionen der Merkmale unseres Organismus erforderlichen Informationen. Wir erben von beiden Elternteilen jeweils dieselbe DNA-Menge, d. h. die Gene, die für eine bestimmte Eigenschaft des Kindes verantwortlich sind, sind in seinen Zellen immer zweimal vorhanden (eines von jedem Elternteil, von der Eizelle und dem Spermium). Der Mensch besitzt rund 25.000 Gene. Bestimmte Veränderungen in der Abfolge eines Gens werden als „Mutationen“ bezeichnet und können dazu führen, dass die Funktion eines Gens pathologisch wird.

Mutationen können bei einem Menschen erstmals auftreten (de novo) oder von Generation zu Generation vererbt werden. Beispiele für Krankheiten, die infolge von Mutationen durch das Wirken eines einzigen Gens (monogenetische Krankheiten) auftreten, sind Mukoviszidose, die Werding-Hoffmann-Krankheit (SMA) und das Fragile-X-Syndrom (FXS). Mithilfe der Genetischen Präimplantationsdiagnose können diese Krankheiten, die während eines IVF-Zyklus entstehen, bei dem Embryo festgestellt werden. Embryonen, die nach der Untersuchung als gesund betrachtet werden, werden in die Gebärmutter der potenziellen Mutter implantiert.

Für die Genetische Präimplantationsdiagnose benötigt man die Ausrüstung und das Fachwissen eines Labors für molekulare Genetik. Alle Protokolle für die PGD monogenetischer Krankheiten basieren auf der Polymerasekettenreaktion (Polymerase Chain Reaction, PCR). Bei dieser genetischen Untersuchung treten folgende Probleme auf: Die untersuchte DNA stammt aus einer einzigen Zelle und dies kann dazu führen, dass die DNA-Vermehrung misslingt (Amplifikationsversagen), dass die DNA der beiden Allele nicht gleichwertig vermehrt wird (allelische Ausfallquote) oder dass eine Kontamination durch fremde DNA auftritt. All dies kann zu falschen Diagnosen führen bzw. die richtige Diagnose verhindern.

Um die oben beschriebenen Folgen zu vermeiden, muss vor einem IVF-Zyklus eine korrekte krankheitsbezogene Planung aufgestellt werden, bei der folgende Aspekte zu berücksichtigen sind: die begrenzte Anzahl des für die Untersuchung verfügbaren genetischen Materials; die Unfähigkeit, mehr als eine PCR (Polymerasekettenreaktion) vorzunehmen; die grundsätzlichen Besonderheiten der konkreten Krankheit, etwa die Größe des für die Krankheit verantwortlichen Gens, die Anzahl und die Lage der vorliegenden genetischen Mutationen. Darüber hinaus wird ein individueller Indikator für das betroffene Paar ausgearbeitet, der an den Embryonen im Rahmen der Genetischen Präimplantationsdiagnose angewendet wird.

Es kann sein, dass das Paar und weitere Angehörige (erkrankte und nicht-erkrankte) für die Ausarbeitung des Indikators Blut abgeben müssen. Sofern es möglich ist, werden auch polymorphe Mini-Satelliten-Sequenzen oder Punktmutationen untersucht, die sich in der Nähe oder innerhalb dieses Gens befinden, um eine indirekte genetische Diagnose durch Verbindungsanalyse (linkage analysis) vornehmen zu können. Die Analyse mehrerer Informationen polymorpher Regionen in einem Gen erhöht die Sicherheit des PGD-Analyseergebnisses, weil sie die Wahrscheinlichkeit falscher Diagnosen durch eine nicht-gleichwertige DNA-Vermehrung aus den zwei Allelen des Gens senkt (allelic drop-out, ADO). Durch diese Vorgehensweise wird die Verlässlichkeit der PGD auf 98-99 % erhöht. Zudem wird dadurch die Festlegung von breit anwendbaren Protokollen für die einzelnen Krankheiten ermöglicht und die Notwendigkeit der Ausarbeitung von individuellen Protokollen begrenzt.

Die Planungszeit der Protokolle zur Anwendung der PGD kann von zwei Wochen bis drei Monate betragen und muss abgeschlossen sein, bevor sich das Paar einem IFV-Zyklus unterzieht.

Die PGD wird empfohlen, wenn bei einem Paar eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, ein Kind mit einer monogenetischen Krankheit zu bekommen. Einige Krankheiten sind autosomal-dominant und werden vom betroffenen Elternteil vererbt, andere wiederum sind autosomal-rezessiv, was bedeutet, dass sie von zwei Elternteilen vererbt werden, die aber nicht Träger der Krankheit sind. Andere Zustände werden geschlechtsgebunden von einem Träger oder von dem erkrankten Elternteil übertragen. Es gibt allerdings auch genetische Krankheiten, die nicht durch Genmutationen verursacht werden und folglich durch eine PGD nicht diagnostiziert werden können. Paare mit genetischen Erkrankungen bzw. mit einer entsprechenden Anamnese können eine PGD vornehmen lassen, um die Übertragung von schweren Krankheiten zu verhindern, die eine gesundheitliche Belastung für die nächsten Generationen wären.
EMBRYOGENESIS wendet die PGD für alle häufigen und seltenen Erbkrankheiten mit bekannter genetischer Störung (siehe Tabelle). Die häufigsten monogenetischen Krankheiten
• Thalassämien (β-Thalassämie)
• Mukoviszidose
• Αutosomale dominante Polyzystische Niereneerkrankung
• Αutosomale rezessive Polyzystische Nierenerkrankung
• Myskeldystrophie Becker
• Marfan-Syndrom
• Fabry-Syndrom
• Familiengebundene Hyperplasie der Nebennieren (Gen CYP21A2)
• Charcot-Marie-Tooth-Krankheit, Typ 1A
• Muskedystrophie Duchenne
• Familiengebundene Amyloidpolynephrose
• Fragiles-X-Syndrom
• Hämophilie A (F8)
• Hämophilie Β (F9)
• Chorea Hundigton's
• Multiple endokrine Neoplasie Typ 2A
• Myotonale DystrophieTyp Ι (DΜI)
• Neurofibromatose Typ Ι (ΝF I)
• Χ-geschlechtsgebundene Adenoleukodystrophie

Welche Vorteile bringt ein PGD-Zyklus bei EMBRYOGENESIS

• Feststellung von kranken Embryos, bevor sie in die Gebärmutter implantiert werden
• Individuelle Planung des Protokolls für die einzelnen Krankheiten und Paare
• Schnelle Ausarbeitung des Protokolls
• Behandlung fast sämtlicher bekannter genetischer Erkrankungen
• Embryogenesis war die erste Klinik in Griechenland, die die Präimplantationsdiagnostik zur Behandlung der β-Thalassämie angewendet hat. Unsere Erfahrung in der Behandlung solcher diagnostischer genetischer Analysen beträgt nunmehr 17 Jahre.
• Wir können seltene genetische Erkrankungen behandeln
• Wir behandeln jedes Paar als einen besonderen Fall

1. Muss die bei einer Krankheit involvierte Mutation bestimmt werden, bevor eine PGD angewendet werden kann? In den meisten Fällen ist die Molekularanalyse der betreffenden Mutation zwingend erforderlich. In einzelnen Fällen, können aber die klinische Diagnose und die Familienanamnese ausreichen.
2. Kann die Anwendung der PGD mit der genetischen chromosomalen Untersuchung der Embryos gekoppelt werden? Die Aneuploide sind die nummerischen chromosomalen Anomalien der Embryonen und beim Menschen verantwortlich für 60-70 % der Fehlgeburten in den ersten drei Schwangerschaftsmonaten. Eine typische und häufige Aneuploidie, die sich bis zur Geburt durchsetzt, ist das Down-Syndrom. Die Wahrscheinlichkeit für Aneuploidie steigt mit zunehmendem Alter der potenziellen Mutter. Aneuploide Präimplantate werden daher untersucht, um eine Fehlgeburt im ersten Trimester infolge einer chromosomalen Anomalie zu vermeiden oder ggf. den chromosomal belasteten Embryo nach der prägenetischen Untersuchung auszusondern. Embryogenese schlägt vor, in Fällen höheren Alters der potenziellen Mutter bzw. früherer Fehlgeburten im ersten Trimester sowohl die Chromosomen als auch die monogenetischen Erkrankungen zu untersuchen. Die Untersuchung kann anhand desselben Biopsiematerials durchgeführt werden und ist ungefährlich.
3.΄Wie lange dauert es von der Fertigstellung des PGD-Protokolls bis zur Durchführung des IVF-Zyklus? Sobald das PGD-Protokoll geplant und ausgearbeitet ist, kann der IVF-Zyklus sofort eingeleitet werden.
4. Wenn bereits ein PGD-Zyklus stattgefunden hat, muss man erneut warten, bis ein weiterer IVF-Zyklus angewendet werden kann?
Eine erneute Protokollplanung ist nicht notwendig, wenn das Paar bereits einem Zyklus unterzogen und das bestehende Protokoll erprobt wurde. Das Paar kann zum gewünschten Zeitpunkt einen neuen Versuch zur In-Vitro-Fertilisation starten.
5. In welchem Stadium der embryonalen Entwicklung wird dem Embryo biologisches Material entnommen?
Die Materialentnahme ist in zwei unterschiedlichen Stadien möglich:
(a) Blastomerenbiopsie (cleavage stage embryo biopsy)
Die Blastomerenbiopsie erfolgt am 3. Tag nach der Befruchtung, wenn der Embryo sechs bis acht Zellen aufweist. Blastomere sind nicht differenzierte embryonale Zellen, die relativ einfach isoliert werden können, weil die Zellen in diesem Entwicklungsstadium noch keine starken Verbindungen gebildet haben, die in der Furchungsebene entstehen. Bei dieser Methode besteht genügend Zeit, die Diagnose vor dem Embryonentransfer zu stellen, der am vierten oder fünften Tag der Embryoentwicklung stattfindet.

(b) Zellbiopsie im Blastozystenstadium (blastocyst stage biopsy)
Die Biopsie im Blastozystenstadium findet am fünften Tag nach der Befruchtung statt. Hierbei werden Zellen aus der extrazellulären Masse der Blastozyste entnommen, aus der sich im weiteren Verlauf die Chorionzotte des Embryos entwickelt (trophectoderm layer). Bei dieser Methode ist die Biopsie mehrerer Zellen möglich. Es werden fünf bis 20 Zellen untersucht, was die Diagnose erleichtert. Durch die Entnahme und Analyse mehrerer Zellen erhält man ein repräsentativeres Bild vom Embryo, was das Risiko von Mosaikfehlern senkt (Mosaikfehler entstehen durch die Koexistenz von zwei oder mehreren Zellreihen, was bei 50-70 % der Embryonen im Präimplantationsstadium anzutreffen ist). Zudem haben die einer Biopsie unterzogenen Blastozysten eine höhere Implantationswahrscheinlichkeit im Vergleich zu dreitägigen Embryonen. Die Methode hat jedoch auch Nachteile: Schwierigkeit der Biopsie in diesem Entwicklungsstadium des Embryos; kleinere Anzahl von verfügbaren Embryonen (weniger als 50 % erreichen dieses Entwicklungsstadium); begrenzte verfügbare Zeit für die Erstellung der Diagnose.