1978 wurde das erste IVF-Baby (In-vitro-Fertilisation) geboren. Im Jahr 2018 wurden nach Angaben der „European Society of Human Reproduction and Embryology“ mehr als acht Millionen Babys dank IVF geboren[1]. In-vitro-Fertilisation umfasst mehrere Schritte: Stimulation der Eierstöcke, Eizellentnahme, Insemination und Befruchtung, Embryokultur und Embryotransfer. Anschließend muss sich der Embryo in der Gebärmutter einnisten, um sich weiterzuentwickeln. Alcimed gibt einen Überblick über die neuen Techniken, die im Bereich der assistierten Reproduktion (auch: künstliche Befruchtung) entwickelt werden.
Der erste Schritt der In-vitro-Fertilisation (IVF) besteht darin, die Eierstöcke zur Produktion von Eizellen anzuregen. Dazu werden Hormone (Gonadotropine, GnRH-Hemmer) eingesetzt. Leider ist der Follikelpool der Eierstöcke von Frau zu Frau unterschiedlich, was auf Umwelt- oder Ernährungsfaktoren zurückzuführen ist. Manche Frauen haben deutlich weniger Follikel und leiden an einer so genannten primären Ovarialinsuffizienz (POI), die eine der Herausforderungen der assistierten Reproduktion darstellt.
In einer ersten Studie aus dem Jahr 2014 konnte gezeigt werden, dass die Verabreichung von mesenchymalen Stammzellen aus dem Knochenmark (BMMSC) eine Ovarialinsuffizienz im Mausmodell heilen kann[2]. Im Jahr 2018 haben Forscher gezeigt, dass der gleiche Mechanismus auch beim Menschen funktioniert[3]. Die an 17 Frauen durchgeführte Studie zeigte, dass die Injektion von autologen Stammzellen aus dem Knochenmark in die Eierstöcke den Follikelpool der Eierstöcke regenerieren kann. Unternehmen wie die italienische Firma OvoSkill beginnen mit der Entwicklung eigener Anlagen zur Herstellung mesenchymaler Stammzellen aus Fettgewebe. Diese sollen dann direkt in die Eierstöcke injiziert werden. Zukünftige Forschung wird sich auf die intravenöse Verabreichung von G-CSF (Granulozyten-Kolonie-stimulierender Faktor) konzentrieren, um den invasiven Schritt der Laparoskopie zu vermeiden
Das genetische Screening und die Präimplantationsdiagnostik sind Techniken, die seit 30 Jahren im Rahmen der IVF-Methoden eingesetzt werden. Sie bestehen aus der genetischen Überwachung von Chromosomenanomalien oder angeborenen Krankheiten wie zystischer Fibrose. Die jüngsten Fortschritte in der assistierten Reproduktionstechnologie haben die Überwachung des Embryos auf eine neue Ebene gehoben. In den letzten zehn Jahren wurde insbesondere die Zeitraffer-Bildgebung entwickelt, um die Kontrolle der Embryonalentwicklung zu verbessern und es den Ärzten zu ermöglichen, den „besten“ Embryo für den Transfer auszuwählen.
Der neue Trend geht dahin, die Kontrolle der Embryonalentwicklung zu objektivieren und neue digitale Werkzeuge wie maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz einzusetzen. Obwohl die künstliche Intelligenz in der assistierten Reproduktion noch in den Kinderschuhen steckt, hat eine kürzlich durchgeführte Studie ihre Effizienz bei der Klassifizierung und Auswahl von Embryonen bewiesen[4]. Außerdem sind weniger manuelle Eingriffe erforderlich, die die Embryokultur kontaminieren oder beschädigen könnten. In den letzten fünf Jahren haben Start-ups und große Unternehmen auf der ganzen Welt ihre eigenen KI-Lösungen entwickelt, wie z. B. Embryonics (israelisches Start-up), Presagen (USA) oder Vitragen (schwedisches multinationales Unternehmen).
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Wiederholtes Implantationsversagen (RIF) ist eine der Herausforderungen während des IVF-Prozesses in der assistierten Reproduktion. Trotz korrekt durchgeführter Schritte (Stimulation der Eierstöcke, Eizellentnahme, Befruchtung und Embryokultur) kann es vorkommen, dass sich der Embryo nicht in der Gebärmutterschleimhaut einnistet. Um den besten Zeitpunkt für die Einnistung des Embryos (auch Fertilitätsfenster genannt) zu bestimmen, wurde 2013 ein genetischer Microarray-Test entwickelt[5]. Er soll die Expression von mehr als 200 Genen messen, welche an der Regelung der Empfänglichkeit der Gebärmutterschleimhaut beteiligt sind. Seine Aussagekraft ist jedoch umstritten, da viele Variabilitätsfaktoren berücksichtigt werden müssen (z. B. Inkonsistenz der Biopsie, Hormonschwankungen).
Die Forschung über die Empfindlichkeit des Endometriums ist noch nicht abgeschlossen, und der Schwerpunkt liegt nun auf der medikamentösen Behandlung. Mehrere klinische Studien sind im Gange, von denen die intrauterine Verabreichung von autologem, mit Thrombozyten angereichertem Plasma und die G-CSF-Perfusion vielversprechend sind.
Die assistierte Reproduktion ermöglicht heute Eingriffe in allen Phasen der In-vitro-Fertilisation, um einen gesunden Embryotransfer zu gewährleisten und die Schwangerschaftsraten zu maximieren. Die Entwicklung von Stammzellen, Therapien mit Blutprodukten und künstlicher Intelligenz haben Anwendungen in der assistierten Reproduktion gefunden, und private Unternehmen positionieren sich und investieren bereits in diese Technologien. Ihr Unternehmen entwickelt eine Technologie oder eine Behandlung im Bereich der assistierten Reproduktion? Alcimed kann Ihnen helfen, Ihre Möglichkeiten auf diesem Markt zu erkunden. Zögern Sie nicht, unser Team zu kontaktieren!
Über die Autorinnen,
Margaux, Consultant in Alcimeds Healthcare Team in Frankreich und Hélène, Project Manager in Alcimeds Healthcare Team in Italien
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