Embryokultivierung und -entwicklung “in vitro”

durch (embryologin) Und (babygest staff).
Aktualisiert am 06/03/2017

Von der In-vitro-Fertilisation bis zum Transfer der Embryonen in die weibliche Gebärmutter findet die embryonale Entwicklung im Labor in der so genannten Embryokultivierung „in vitro“ statt.

In diesem Artikel sprechen wir über die Entwicklung von IVF-Embryonen, wenn sie sich in Kultur befinden, d.h. außerhalb des weiblichen Körpers.

Embryogenese

Unabhängig davon, ob die In-vitro-Fertilisation (IVF) konventionell oder durch Mikroinjektion (ICSI) erfolgt, wird zwischen 16 und 20 Stunden nach der Vereinigung von Eizelle und Sperma überprüft, ob die Befruchtung stattgefunden hat oder nicht.

Zu diesem Zeitpunkt müssen wir zwischen 2 Polkörperchen im Perivitellin-Raum und 2 Vorkerne in der Mitte des Embryos unterscheiden. Wenn wir diese Struktur nicht sehen können, ist das eine Bestätigung dafür, dass die Befruchtung nicht oder anormal stattgefunden hat. Daher werden Embryonen, die während der Befruchtungstitration keine 2 Polkörperchen und 2 Vorkerne aufweisen, verworfen, d.h. sie werden nicht in Kultur gehalten.

Als nächstes verschmelzen die Vorkerne, die den mütterlichen bzw. väterlichen Kernen entsprechen, und führen zu einem sogenannten Zygoten, der das erste Embryonalstadium darstellt (Tag 1 nach der Befruchtung). Es handelt sich um eine Zelle mit nur einem Kern.

Anschließend stößt die Zygote die aufeinanderfolgenden Teilungen an, die die Evolution des Embryos ermöglichen. So finden die verschiedenen Stadien der embryonalen Entwicklung statt:

Tag 2
2-4 zelliger Embryo.
Tag 3
8 zelliger Embryo.
Tag 4
Embryo im sogenannten Morula-Stadium, mit etwa 16-32 gruppierten Zellen, die sich zu verdichten beginnen.
Tag 5
Embryo mit etwa 100 vollständig verdichteten und nicht zu unterscheidenen Zellen.
Tag 6
Embryo im Blastozystenstadium, mit zwei differenzierten Zelltypen.

Wir erläutern nun die verschiedenen Phasen der embryonalen Entwicklung im Detail:

Von der Zygote zur Morula

Sobald die mütterlichen und väterlichen Polkörperchen fusioniert sind und somit zur Zygote geführt haben, setzt der Embryo seine Entwicklung fort. So beginnen die aufeinanderfolgenden Teilungen während der ersten Tage der Kultivierung.

Aus jeder Zelle oder jedem Blastomer erhalten wir zwei neue Zellen. Auf diese Weise haben die Embryonen am zweiten Tag zwischen 2 und 4 Zellen und am dritten Tag sind 8 Zellen im Umlauf.

Vier Tage nach der Befruchtung befindet sich der Embryo im Morula-Stadium: Er hat etwa 16-32 Zellen und die Zellverdichtung beginnt. Der Beginn der Verdichtung unterscheidet die Zellen nicht sehr gut und der Embryo hat das Aussehen einer Marula, daher sein Name.

Blastulation: Bildung der Blastozyste

Am 5. Tag besteht der Embryo aus etwa 100 Zellen, obwohl diese völlig verdichtet und nicht zu unterscheiden sind. Zu diesem Entwicklungszeitpunkt beginnt das, was wir als Blastulation kennen:

  • Bildung eines mit Flüssigkeit gefüllten Hohlraums das als Blastozele bezeichnet wird.
  • Differenzierung der Zellen in zwei Zelltypen: Trophoektoderm (oder Trophoblast) und innere Zellmasse (IZM).

Zu diesem Zeitpunkt des Wachstums wird der Embryo als Blastozyste oder Blastula bezeichnet.

Am 6. Tag der Embryonalentwicklung findet die Expansion des Embryos statt. Die Kontraktionen beginnen und die Zona pellucida (die den Embryo umgebende Schicht) beginnt sich zu verdünnen, bis zum Hatching, d.h. dem Ausgang der inneren Zellmasse (IZM) und des Trofoectoderm.

Dadurch kann der Embryo die Zona pellucida verlassen, um an der Gebärmutterschleimhaut zu haften und sich in die Gebärmutterhöhle einzunisten, die den Beginn der Schwangerschaft markiert.

Embryokultur im IVF-Labor

Wie bereits erwähnt, werden die gewonnenen Embryonen nach der Befruchtung der Eizelle im Labor in Kultur belassen, so dass sie ihre Entwicklung bis zum Tag der Übertragung beginnen können oder, falls dies nicht möglich ist, bis zum Tag an dem sie vitrifiziert (eingefroren) werden damit sie für nachfolgende Behandlungen verwendet werden können.

Um eine ordnungsgemäße Entwicklung im Labor für In-vitro-Fertilisation zu ermöglichen, ist es unerlässlich, die Umgebungsbedingungen nachzuahmen, unter denen Embryonen auf natürliche Weise wachsen, d.h. die Bedingungen des weiblichen Fortpflanzungssystems:

  • Temperatur um 37ºC
  • Relative Luftfeuchtigkeit bei ungefähr 95%
  • Niedrige Konzentration von Sauerstoff und Kohlendioxid (5-7%). Eine 21%ige O2-Konzentration ermöglicht auch ein gutes Embryonenwachstum.
  • Luftreinheit
  • Licht (die Arbeit sollte mit so wenig Licht wie möglich durchgeführt werden)

Jede Veränderung der Umgebung oder Variation des Nährbodens, in dem die Embryonen in vitro wachsen, kann ihre ordnungsgemäße Entwicklung behindern. Aus diesem Grund ist es unerlässlich, die Umgebungsbedingungen des IVF-Labors sorgfältig zu untersuchen und zu kontrollieren.

Embryotransfer

Die Embryonen können bis zum dritten oder fünften Tag kultiviert werden, je nachdem, wann die Übertragung oder Kryokonservierung durchgeführt werden soll.

Die Entscheidung über den Zeitraum der Kultivierung (bis zum 3. ooder 5. Tag) wird vom Ärzteteam je nach Situation getroffen. Faktoren wie die Anzahl der befruchteten Eizellen, die Qualität der Embryonen, die Endometriumvorbereitung, die Notwendigkeit einer genetischen Präimplantationsdiagnostik (PID) usw. werden berücksichtigt.

In Bezug auf die Qualität der Embryonen werden Aspekte wie der Rhythmus der Teilung oder die Morphologie der Embryonen analysiert.

Fragen die Nutzer stellten

Wann hört die embryonale Entwicklung auf und wann beginnt die fetale Entwicklung?

durch Andrea Rodrigo (embryologin).

Der Embryo wird ab der 8. Entwicklungswoche Fötus genannt. Deshalb können wir ab diesem Moment von fetaler anstatt von embryonaler Entwicklung sprechen.

Kann man die embryonale Entwicklung täglich oder wöchentlich nachverfolgen?

durch Andrea Rodrigo (embryologin).

Bei IVF ist es nicht sinnvoll, wochenlang über die embryonale Entwicklung zu sprechen, da die Embryokultur nicht über den Tag 6-7 hinausgeht. Tatsächlich werden Embryonen in der Regel vor der ersten Entwicklungswoche übertragen oder kryokonserviert.

Einmal in der Gebärmutter der Mutter, können wir bereits von einer wöchentlichen embryonalen Entwicklung sprechen. Auf jeden Fall dauert die embryonale Entwicklung, wie wir in der vorangegangenen Frage angedeutet haben, bis zur 8. Woche. Deshalb wechseln wir von nun zum Begriff fetal.

Was sind die Hauptstadien der frühen menschlichen embryonalen Entwicklung?

durch Andrea Rodrigo (embryologin).

Wie wir in diesem Artikel erläutert haben, gibt es mehrere Schlüsselphasen während des Embryonenwachstums bis zur Implantation. Zuerst findet man unmittelbar nach der Befruchtung die Zygote (eine einzelne Zelle, die sich aus der Vereinigung der genetischen Ausstattung der Eizelle mit der des Spermas ergibt).

Der Embryo wird dann in 2 Zellen, dann in 4, dann in 8... und so weiter unterteilt, bis die sogenannte Morula (Tag 4) gebildet wird. Dies ist eine Gruppe von etwa 32 Zellen, die sich zu verdichten beginnen, weshalb wir ihre Grenzen nicht klar erkennen.

Dieses Zellkonglomerat verdichtet sich vollständig und führt zur Blastozyste, in der wir drei klare Teile unterscheiden: die Trofoectoderm oder Trophoblastenzellen, die Zellen der inneren Zellmasse und die Blastozyste oder den zentralen Hohlraum.

Ist es richtig, bis zum neunten Monat von embryonaler Entwicklung zu sprechen?

durch Andrea Rodrigo (embryologin).

Das ist nicht ganz richtig, da der Embryo ab der 8. Woche der embryonalen Evolution Fötus genannt wird und es daher richtiger ist, von der fetalen Entwicklung ab der 8. Schwangerschaftswoche bis zur Geburt zu sprechen.

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Literaturverzeichnis

Autoren und Mitwirkende

 Andrea Rodrigo
Andrea Rodrigo
Embryologin
Abschluss in Biotechnologie von der Polytechnischen Universität Valencia (UPV) mit Master-Abschluss in Biotechnologie der assistierten menschlichen Reproduktion, unterrichtet von der Universität Valencia in Zusammenarbeit mit dem Valencianischen Institut für Unfruchtbarkeit (IVI). Postgraduierte Expertin für medizinische Genetik. Mehr über Andrea Rodrigo
Auf deutsch angepasst von:
 Romina Packan
Romina Packan
Babygest Staff
Chefredakteurin des Magazins Babygest auf Deutsch. Mehr über Romina Packan

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