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Künstliche Befruchtung : Fehlerhafte Programmierung in der Retorte

  • -Aktualisiert am

Eine medizinische-technische Assistentin kontrolliert im Zentrum für Reproduktionsmedizin in Münster eine Samenprobe. Bild: dpa

Bei künstlich gezeugten Kindern hat man ungewöhnliche Gefäßschäden entdeckt - häufiger als üblich. Liegt es an den Keimzellspendern, oder doch an der Zeugung in der Petrischale?

          Kinder und junge Erwachsene, die künstlich durch In-vitro-Fertilisation (IVF) gezeugt wurden, sollten künftig von Kardiologen als Risikokollektiv „in der Versorgungsplanung berücksichtigt werden“, mahnte der Pressesprecher der Deutschen Gesellschaft für Kardiologie, Eckard Fleck, unlängst auf dem Europäischen Kardiologenkongress in London. Er tat dies anlässlich der Studienergebnisse, die seine Fachkollegen aus dem Inselspital in Bern dort präsentierten. Das Team um den Schweizer Forscher Urs Scherrer hat das Schicksal von Retortenkindern über fünf Jahre hinweg verfolgt und durchaus beunruhigende Hinweise für Gefäßschäden bei ihnen gefunden. Schon vor Jahren stellten sie beim Vergleich von 65 Retortenkindern mit 57 natürlich gezeugten Kontrollpersonen im Durchschnittsalter von etwa elf bis zwölf Jahren fest, dass bei ersteren die Gefäßwände der Halsschlagader dicker sind, dass die Gefäße starrer, um 25 Prozent weniger dehnbar sind und dass sie auf geringeren Sauerstoffgehalt der Luft mit einem deutlich stärkeren Druckanstieg - nämlich um 30 Prozent - in den zur Lunge führenden arteriellen Blutgefäßen reagieren („Circulation“, Bd. 125, S. 1890). Diese Vorboten eines kranken Gefäßsystems haben Folgen. Die künstlich gezeugten Kinder zeigen nämlich inzwischen deutlich höhere Blutdruckwerte bei Messungen über den ganzen Tag hinweg, wie Emrush Rexhaj aus der Londoner Arbeitsgruppe erläuterte: „Diese Daten sprechen für eine wahrscheinliche Zunahme der Häufigkeit von arteriellem Bluthochdruck in der IVF-Population bereits in jungen Jahren.“

          Fehlerhafte Programmierung der DNA

          Es handelt sich nicht nur um einen robusten Befund, wie Wissenschaftler reproduzierbare und klar signifikante Ergebnisse aufgrund von verlässlichen Daten bezeichnen. Die Arbeitsgruppe von Scherrer liefert zu den epidemiologischen Beobachtungen auch schlüssige Erklärungskonzepte, die diese Gefäßschäden nach Retortenzeugung pathophysiologisch plausibel machen. „Wir wissen, dass nicht nur gegen Ende einer Schwangerschaft, sondern vor allem auch um den Zeitpunkt der Zeugung epigenetisch quasi viel los ist“, sagt Scherrer im Gespräch. Im Zuge epigenetischer Aktivitäten werden die DNA-Stränge unserer Erbsubstanz so markiert, beispielsweise über das Anhängen von Methylgruppen, dass bestimmte genetische Informationen entweder abgelesen oder blockiert werden. Bei künstlich gezeugten Mäusen ist zum Beispiel ein Gen (eNOS) falsch oder gar nicht methyliert, das die Produktion des Enzyms Stickstoffoxidsynthase reguliert. Damit vermindert sich die Expression dieses Enzyms in der Innenwand der Hauptschlagader, dem Endothel der Aorta. Und das hat wiederum zur Folge, dass der Gehalt an Stickoxid (NO), einem bedeutsamen Regulator der Elastizität der Gefäße, verringert ist („European Heart Journal“ Bd. 36, S. 1583). „Kinder, die ähnliche Gefäßschäden infolge einer sogenannten Präeklampsie, einer massiven Blutdruckerhöhung der Mutter, manchmal verbunden mit Krampfanfällen, davontragen, haben später ein zwei- bis dreifach erhöhtes Risiko, einen Schlaganfall zu erleiden“, sagt Scherrer. Daher komme es darauf an, sämtliche zusätzlichen Risiken - Rauchen, Übergewicht, Bewegungsmangel - zu minimieren, wie er auch immer wieder jenen Eltern rät, die sich bei ihm über die möglichen Gefahren einer künstlichen Zeugung kundig machen. Er kann ihnen durchaus aufgrund eigener Studien Mut machen, denn seine Gruppe konnte bereits zeigen, dass sich durch die Gabe von Antioxidantien die Bioverfügbarkeit von NO und auch die Gefäßparameter bei Retortenkindern verbessern ließ („European Journal of Preventive Cardiology“, doi: 10.1177/2047487314535117).

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          Ein weiterer Angriffspunkt für die frühzeitige Verhinderung von Schäden infolge künstlicher Befruchtung sind die Nährmedien, in denen die Embryonen in der Petrischale schwimmen, bis sie nach einigen Tagen im Mehrzellstadium in die Gebärmutter eingepflanzt werden. „Wir haben es hier mit einer Grauzone zu tun“, umschreibt der Schweizer Kardiologe diplomatisch den wissenschaftlich völlig unkontrollierten Wildwuchs in den reproduktionsmedizinischen Laboren. Es gibt nämlich so gut wie keine Standards, keine definierten Anforderungen, was die Mixtur in den Petrischalen angeht. „Wir haben nur ganz unzureichendes Wissen darüber, wie die Kulturmedien zusammengesetzt sind, auch die industriellen Hersteller rücken letztlich nicht mit Informationen über ihre Zutaten heraus“, beklagt Scherrer. „Die derzeit verwendeten Kulturmedien sind suboptimal“, schlussfolgert deshalb nicht nur er mit weiteren Kollegen aus der Berner Universitätsklinik. Auch eine jüngste Veröffentlichung der Zeitschrift „Human Reproduction“ von Arbeitsgruppen der Universitäten in Maastricht und Amsterdam (Bd. 30, S. 2303) belegt, dass die Zusammensetzung der Nährflüssigkeit Einfluss auf die Genexpression der Embryonen nimmt.

          Embryonen in Nährmedien

          Als problematisch erachtet Scherrer auch die Praxis in manchen Reproduktionskliniken, die Embryonen länger in den unzureichenden Nährlösungen zu belassen, um dann gleichsam per Selektionsdruck nur die einzupflanzen, die so lange überleben oder dem Aspekt nach den „besten Eindruck“ machen. Dies folgt nur scheinbar der Devise eines „Survival of the fittest“, denn, so Scherrer: „Es wurde inzwischen gezeigt, dass gerade diese äußerlich gut entwickelt scheinenden Embryonen die meisten epigenetischen Dysregulationen aufweisen.“

          Und auch an diesem Punkt ließe sich das Schadenspotential verringern. So konnten die Berner Forscher im August dieses Jahres im Mäuseversuch zeigen, dass die Zugabe von Melatonin zu den Kulturmedien im Zeugungslabor die Gefäßschäden und späteren Bluthochdruck verhindern kann. Dazu müsste allerdings erst offen über die mangelhaften Standards in Sachen Nährböden gesprochen, die vermuteten Risiken anerkannt und gemeinsam über Präventivstudien nachgedacht werden. Aber: Obwohl Scherrers Gruppe weltweit die einzige ist, die derart systematisch die Einflüsse der assistierten Befruchtung auf das Herz-Kreislauf-System der so gezeugten Kinder untersucht, hat er bislang noch keine Einladung zu den vielen Kongressen der Reproduktionsmediziner erhalten. „Sie stecken noch ein wenig den Kopf in den Sand“, meint Scherrer, dessen Ergebnisse nicht zuletzt deswegen Diskussionspotential bereithalten, weil sie Argumente dafür liefern, dass die Manipulationen infolge der künstlichen Befruchtung selbst einen Anteil an der Fehlprogrammierung der Embryonen haben. Denn die Berner Forscher fanden bei den Eltern dieser Kinder und bei ihren natürlich gezeugten Geschwisterkindern keine vergleichbaren Gefäßschäden.

          Seit langem wird immer wieder zur Entlastung reproduktionsmedizinscher Methoden vorgebracht, das Alter der Mutter, die Krankheiten der Eltern oder die Unfruchtbarkeit selbst seien für die Handicaps der Kinder verantwortlich, etwa für die erhöhte Fehlbildungsrate oder die erhöhten Risiken unter der Geburt. Präventiv zum Schutz der im Labor gezeugten Kinder forschen lässt sich allerdings nur dann, wenn man das Mantra aufgibt, diese Schäden seien ohnehin unausweichlich. Seit langem plant das Schweizer Team eine Kohortenstudie, mit deren Hilfe nicht zuletzt prospektive Eltern mehr Informationen über mögliche Schäden und Präventionsmöglichkeiten im Rahmen einer In-vitro-Fertilisation erhalten würden. Bislang konnte sich jedoch noch keine forschungsfördernde Institution zu deren Finanzierung durchringen.

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