Embryokultivierung und -entwicklung “in vitro”

Im Zeitraum zwischen der In-vitro-Fertilisation und dem Embryotransfer findet die embryonale Entwicklung im Labor statt- die sogenannte Embryokultivierung "in vitro".

In diesem Artikel sprechen wir über die Embryoentwicklung in Kultur, d.h. wenn sich der Embryo im Rahmen einer IVF außerhalb des weiblichen Körpers entwickelt.

Im Anschluss finden Sie ein Inhaltsverzeichnis mit allen Punkten, die wir in diesem Artikel behandeln.

Embryogenese

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

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 Analyse keine 2 Polkörperchen und 2 Vorkerne aufweisen verworfen, d.h. sie werden nicht in Kultur gehalten.

Entwicklung des Embryos am Tag 1: Die Zygote

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:

Die Embryoentwicklung: von der Zygote zur Morula

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

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.

Frühes Entwicklungsstadium des Embryos

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 die Blastulation:

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

Während dieser Wachstumsphase 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 (Schlüpfen), d.h. der Austritt der inneren Zellmasse (IZM) und des Trofoectoderm.

Der Embryo im Blastozystenstadium

Dadurch kann der Embryo die Zona pellucida verlassen, um sich an die Gebärmutterschleimhaut zu heften 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 IVF-Labor 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 Abweichung des Nährbodens, in welchem die Embryonen in vitro gedeihen, kann ihre ordnungsgemäße Entwicklung behindern. Aus diesem Grund ist es unerlässlich, die Umgebungsbedingungen des IVF-Labors sorgfältig zu untersuchen und zu kontrollieren.

Embryotransfer

Embryone können bis zum dritten oder fünften Tag in Kultur belassen werden- je nachdem, wann der Transfer oder die 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?

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?

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, 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?

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?

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.