17 August 2017

Mit der MACS-Technik zum Wunschkind

Paare mit unerfülltem Kinderwunsch beschäftigen sich früher oder später mit der In-vitro-Fertilisation, der IVF. Denn in vielen Fällen kann nur noch die Reproduktionsmedizin helfen. Bei der klassischen IVF werden die Eizellen der Frau mit den aufbereiteten Samenzellen des Mannes außerhalb des Körpers im Labor zusammengebracht. Ist die externe Befruchtung erfolgreich und die befruchteten Eizellen entwickeln sich weiter, wird ein Embryo in die Gebärmutter eingepflanzt. Das Gelingen der Befruchtung ist jedoch sehr stark von der Qualität der männlichen Samenzellen abhängig. Um jene Spermien auszuwählen, die die besten Voraussetzungen für eine erfolgreiche Befruchtung mitbringen, wurde die MACS-Technik entwickelt. MACS ist ein Akronym für „Magnetic Activated Cell Sorting“ (magnetisch aktivierte Zellsortierung). Diese Methode ermöglicht eine Trennung von gesunden Spermien, die für eine Befruchtung geeignet sind, von den sogenannten apoptopischen Spermien, also jenen, die den programmierten Zelltod sterben. Auch wenn die Apoptose ein normaler Kontrollprozess im Organismus ist, kann sie im Rahmen einer Kinderwunschbehandlung sehr hinderlich sein.

 

Die gesunde Samenzelle

 

Je mehr apoptopische Spermien vorhanden sind, desto geringer sind die Chancen auf eine erfolgreiche Befruchtung nach dem Eisprung. Denn die genetische Gesundheit des Spermiums ist von essenzieller Bedeutung für die embryonale Entwicklung. Das hat sich in zahlreichen Studien der vergangenen Jahre deutlich gezeigt. Daher spielt die Selektion der Samenzellen, die sich am besten für eine Befruchtung eignen, in der In-vitro-Fertilisation eine immer größere Rolle. Es gibt diverse Verfahren, um Spermien im Labor aufzubereiten und zu verbessern. Dabei geht es in erster Linie um Aussehen und Bewegungsfähigkeit der Samen. Mit MACS ist nun etwas ganz Neues möglich und stellt damit einen der größten Vorteile dieser Methode dar: Mit MACS wird nicht nur nach defekten Spermien gefahndet, sondern es werden auch tatsächlich die besten Spermien herausgefiltert, sodass am Ende die Gewinnung jener Spermien steht, die zu einer erfolgreichen Befruchtung nach dem Eisprung in der Lage sind. Damit steigt die Wahrscheinlichkeit, dass sich der Embryo normal entwickelt. Das Wunschkind wird endlich zu einer realistischen Möglichkeit.

 

Es ist schon seit Längerem bekannt, dass nicht alle männlichen Samenzellen von gleich guter Qualität sind und sich daher auch nicht alle für eine Befruchtung nach dem Eisprung eignen. Insbesondere eine fragmentierte, also geschädigte DNA kann negative Auswirkungen auf die Zellteilung des Embryos haben. Das kann bis zum Stillstand der embryonalen Entwicklung führen. Im schlimmsten Fall erfolgt im frühen Stadium gar eine Fehlgeburt. DNA-Fehler, die die beschädigten Zellen zum programmierten Zelltod führen, gelten als weitverbreitete Ursache für männliche Unfruchtbarkeit. Die Gründe für derartige DNA-Schäden sind vielfältig. Als einer der Hauptfaktoren gilt oxidativer Zellstress. Zum einen steigt dieser mit zunehmendem Alter, zum anderen wird er durch Erkrankungen, Nikotin, Umweltgifte oder Drogen verursacht. Dass solche DNA-Schäden zum Zelltod führen, ist zwar ein normaler Vorgang, bei einer IVF ist man jedoch auf gesundes Samenmaterial angewiesen. Bei herkömmlichen Untersuchungsmethoden ist der Unterschied zwischen gesundem und geschädigtem Samen jedoch nicht zu erkennen.

 

Gute von schlechten Samenzellen trennen

 

Daher ist das neue MACS-Verfahren ein großer Hoffnungsträger in der assistierten Reproduktionsmedizin. Denn durch diese Technik ist man in der Lage, nicht nur gute von schlechten Samenzellen zu unterschieden, sondern sie auch erfolgreich voneinander zu trennen. Die MACS-Technik selbst ist bereits seit 25 Jahren bekannt und wird für verschiedene therapeutische und diagnostische Zwecke eingesetzt, wie etwa in der Immunologie und der klinischen Hämatologie. Dass MACS jetzt zur Zellselektion für eine erfolgreiche künstliche Befruchtung eingesetzt werden kann, ist ein erfolgversprechender Schritt auf dem Weg zum Wunschkind. Heute gilt dieses Verfahren in der IVF als Mittel der Wahl, wenn es darum geht, die besten Spermien herauszufiltern, damit die Chance auf eine erfolgreiche Befruchtung zu erhöhen.

 

Die Wahrscheinlichkeit einer Schwangerschaft steigt

 

Dank MACS können defekte Spermien, die sich von ihrer Struktur her nicht von gesunden Spermien unterscheiden, herausgefiltert und entfernt werden. Man macht sich dabei Zellveränderungen zunutze. Man weiß inzwischen, dass an den kranken Spermienköpfen Veränderungen auftreten. So findet sich an deren Zelloberfläche Phosphatidylserin, das sich normalerweise nur innerhalb der Zelle, in der inneren Membranschicht, befindet. Phosphatidylserin, kurz PS, ist ein Molekül aus der Gruppe der Phosphoglyceride. Diese sind verantwortlich für das reibungslose Funktionieren der Zellen und haben Einfluss auf den Hormonhaushalt. Findet sich PS außerhalb einer Zelle, ist das Spermatozoon in Apopsis. Durch die MACS-Technik ist es nun möglich, dieses Phosphatidylserin aufzuspüren, und zwar mittels einer magnetischen Säule. Biologisch abbaubare magnetische Nanopartikel, machen sich zusammen mit dem Protein Annexin V, das darauf spezialisiert ist, apoptopische Zellen zu markieren, auf die Suche nach fragmentierten Samenzellen. Durch die Magnetsäule werden nun die beschädigten Spermien erfasst und isoliert. Auf diese Weise werden alle DNA-fragmentierten Zellen, die vor einer Befruchtung den Zelltod sterben würden, erkannt und aussortiert. Die gesunden Spermien hingegen passieren diesen Magnetismus, gelangen durch die Säule hindurch und können anschließend zur Befruchtung herangezogen werden. Diese magnetische Zellsortierung ist eine ebenso elegante wie einfache Methode, um für eine IVF eine möglichst große Zahl gesunder und qualitativ hochwertiger Spermien herauszusieben. Durch diese magnetische Filtration erhöht sich die Wahrscheinlichkeit einer Schwangerschaft um bis zu 15 Prozent.

 

Für jeden geeignet

 

Grundsätzlich kann die MACS-Methode bei jeder Form der assistierten Reproduktionsmedizin in unseren Kinderwunschzentren angewendet werden. Und generell kommt sie auch für alle Patienten in Betracht, die mit unerfülltem Kinderwunsch zu uns kommen. Besonders empfehlenswert ist diese Technik bei Patienten, bei denen eine künstliche Insemination geplant ist. Sie wird meistens dann angewendet, wenn eine Frau Probleme mit Eisprung und Befruchtung hat. Da eine Samenspende ohnehin im Labor aufbereitet wird, empfiehlt sich die MACS-Technik, um sicherzustellen, dass die Spermien, die später in die Gebärmutter der Frau injiziert werden, auch von höchster Qualität sind, damit die Chance zur Befruchtung in der Eizelle steigt. Patienten, bei denen das Spermiogramm schlechte Ergebnisse liefert, sind mit der MACS-Technik ebenfalls gut beraten. Auch für Frauen, die bereits mehr als eine Fehlgeburt hinter sich haben, für die es keine erkennbaren Ursachen gibt, kann die MACS-Technik beim Partner eine sehr hilfreiche Möglichkeit sein. Bei einer mangelnden Embryonenqualität, die unabhängig von den Eizellen besteht, ist die MACS-Technik ebenfalls empfehlenswert. Denn in mehreren Studien hat sich inzwischen gezeigt, dass die Verwendung derart sorgfältig ausgesuchter und gereinigter Samenzellen die Qualität der einzelnen Embryonen deutlich steigert.

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