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Oxidativer Stress als Qualitätsmarker für IVF-Embryos

Derzeit wird bei Verwendung eines IVF-Ansatzes (In-vitro-Fertilisation) nur eine von vier Frauen schwanger. Unter Anwendung eines bahnbrechenden, nichtinvasiven medizinischen Verfahrens stellt das Fertissimo-Projekt eine Verbesserung des IVF-Erfolgs in Aussicht, indem die Auswahl von Embryos für den Transfer ermöglicht wird.

Gesundheit

Um die Chancen einer Schwangerschaft durch In-vitro-Fertilisation zu erhöhen, werden üblicherweise mehrere Embryos transferiert; dies führt jedoch zu Mehrlingsgeburten und senkt die durchschnittliche Schwangerschaftsrate noch weiter. Die Embryoauswahl würde den Transfer eines einzelnen Embryos ermöglichen und die Schwangerschaftsrate durch IVF verbessern.

Ein medizinisches Verfahren zur Auswahl von IVF-Embryos

Das EU-finanzierte Fertissimo-Projekt arbeitete an einer innovativen Lösung, die oxidativen Stress als Biomarker für die Embryoqualität misst. „Fertissimo bietet im Wesentlichen ein Mittel für die genaue quantitative Beurteilung des Reproduktionspotenzials von Embryos“, erklärt Projektkoordinator und CEO von Carmel Diagnostics, Tzali Cnaani. Im Anschluss an die Oozytengewinnung und In-vitro-Fertilisation werden für die Bewertung der Embryoqualität Goldstandardmethoden angewandt, ehe auf Grundlage der morphologischen Eigenschaften und Teilungsrate der Transfer stattfindet. Dieser Ansatz ist allerdings subjektiv und fehleranfällig. Die Beobachtung gezüchteter Embryos im Zeitraffer ermöglicht die digitale Berechnung der Zellteilungsrate und bietet eine Verbesserung zur morphologischen Beobachtung per Mikroskop. Der Fertissimo-Ansatz hat IVF-Verfahren revolutioniert, da Ärztinnen und Ärzte in wenigen Minuten lebensfähige Embryos anhand der Prüfung des oxidativen Profils ihrer In-Vitro-Kulturmedien auswählen können. Bei dem Verfahren werden künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen zur Optimierung und kontinuierlichen Verbesserung genutzt.

Oxidativer Stress als Biomarker für die Embryolebensfähigkeit

Oxidativer Stress wird durch ein Ungleichgewicht reaktiver Sauerstoffspezies verursacht, das zu einer Deregulierung von Zellsignalen und letztlich zum Zelltod führt. Er ist charakteristisch für verschiedene gesundheitliche Erkrankungen, einschließlich von Unfruchtbarkeit, kongestiver Herzinsuffizienz, entzündlichen Krankheiten und Morbus Parkinson. Die Messung des oxidativen Stresses ist üblicherweise ein zeitaufwändiges und kostspieliges Verfahren. Das medizinische Produkt von Fertissimo wendet ein thermochemisches Lumineszenzverfahren an, das nach der Erwärmung eine oxidative Veränderung von Eiweiß- und Fettmolekülen verursacht. Bei dieser wärmeinduzierten Oxidation werden Photonen emittiert und die verbleibende oxidative In-vitro-Kapazität und das Potenzial einer biologischen Probe offenbart. Die Korrelation zwischen dem oxidativen Profil von follikulärer Flüssigkeit und der Befruchtungsfähigkeit hat die Forscherinnen und Forscher von Fertissimo zur klinischen Anwendung der Technologie veranlasst.

Fertissimo im Test und Zukunftsaussichten

In Zusammenarbeit mit IVI Valencia, dem weltweit größten Netz von IVF-Kliniken, führte Fertissimo eine Pilotstudie durch, die einen Zusammenhang zwischen dem oxidativen Status des frühen IVF-Embryo und den Einpflanzungschancen demonstrierte. Die Forscherinnen und Forscher wenden zur Vorhersage der Embryolebensfähigkeit und der Wahrscheinlichkeit einer Schwangerschaft das thermochemische Lumineszenzverfahren von Fertissimo an. Mit diesem Ansatz steigt die Befruchtungsfähigkeit um voraussichtlich 20 %. Es gibt weltweit über 3 500 IVF-Kliniken, die jährlich fast zwei Millionen IVF-Verfahren durchführen. „Mit einem Markt für die Embryoauswahl von 500 Millionen USD gibt es eine Marktnische für die Fertissimo-Technologie“, betont Cnaani. Durch die Verbesserung der Embryoauswahl und der Fähigkeit von Patientinnen, in einem bestimmten Zyklus schwanger zu werden, sinken die entsprechenden Kosten und haben die Frauen und ihre Lebenspartnerinnen und -partner weniger Stress. Die Zukunft von Fertissimo beinhaltet die Verwendung von oxidativem Stress zur Stratifizierung von Patientinnen und Patienten mit Herzinsuffizienz sowie die Diagnose und Überwachung verschiedener anderer Pathologien wie altersbedingter Makuladegeneration, Morbus Parkinson und der Alzheimer-Krankheit. Darüber hinaus kann die Messung von oxidativem Stress dabei helfen, das Schadensausmaß nach einem Schädel-Hirn-Trauma zu bewerten. Zu den aktuellen Maßnahmen der Fertissimo-Partner zählen die Vorbereitung auf die Serienherstellung, die behördliche Zulassung und die Markteinführung in Nicht-EU-Ländern wie China und Japan.

Schlüsselbegriffe

Fertissimo, Embryo, IVF, oxidativer Stress, Schwangerschaft, Embryoauswahl, thermochemisches Lumineszenzverfahren, In-vitro-Fertilisation, Embryolebensfähigkeit

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