Seite 2: Schutzhülle für die Eizellen

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Ein weiteres Hindernis für die Automatisierung der Empfängnis ist, dass die so genannte Mikrofluidik – eine andere Bezeichnung für die Labor-auf-einem-Chip-Technologie – dem Hype um sie bisher nicht gerecht geworden ist. Der Embryologe Jeremy Thompson im australischen Adelaide hat seine Karriere damit verbracht, herauszufinden, "wie man das Leben von Embryonen verbessern kann", während sie in Labors wachsen. Doch bis vor kurzem, so sagt er, habe seine Bastelei mit mikrofluidischen Systemen ein eindeutiges Ergebnis gebracht: "Es ist Unfug. Es hat nicht funktioniert." Thompson zufolge ist IVF nach wie vor ein manueller Prozess, weil niemand einen Embryo – also einen potenziellen Menschen – einem Mikrogerät anvertrauen möchte, in dem er bereits durch etwas so Winziges wie eine Luftblase eingeklemmt oder geschädigt werden könnte.

Vor ein paar Jahren sah Thompson jedoch Bilder eines winzigen Eiffelturms, der gerade einmal einen Millimeter groß war. Er war mit einer neuen Art des additiven 3D-Drucks hergestellt worden, bei dem Lichtstrahlen darauf gerichtet sind, flüssige Polymere zu härten. Er beschloss, dass dies der nötige Durchbruch war, weil er damit "eine Box oder einen Käfig um einen Embryo" bauen konnte.

Seitdem hat das von ihm gegründete Start-up Fertilis mehrere Millionen Dollar eingeworben, um durchsichtige Hüllen oder Mikrowiegen zu drucken. Die Idee dahinter: Die Eizellen lassen sich, sobald sie in eine solche Hülle gelegt werden, einfacher handhaben. Dann können weitere Geräte angeschlossen werden, zum Beispiel Pumpen, die Lösungen in winzigen Mengen hinzufügen.

"Stress für Embryonen und Eizellen minimieren"

Die Fertilis-Hülsen sind nicht größer ist als ein Nebeltröpfchen, aber der Behälter selbst ist groß genug, um ihn mit einer kleinen Zange aufzunehmen. Das Unternehmen hat Ergebnisse veröffentlicht, die zeigen, dass die Eier in den Behältern tiefgefroren und dort auch befruchtet werden können, wenn mit einer Nadel ein Spermium hineinbugsiert wird.

Ein menschliches Ei hat einen Durchmesser von etwa 0,1 Millimetern und liegt damit an der Grenze dessen, was ein menschliches Auge ohne Hilfe sehen kann. Um eine Eizelle zu bewegen, muss ein Embryologe sie derzeit in eine Hohlnadel einführen und wieder herausspritzen. Aber Thompson zufolge können die Eizellen, sobald sie sich in dem Mikrobehälter des Unternehmens befinden, befruchtet werden und zu [einige Tage alten, Anmerkung der Redaktion] Embryonen heranwachsen, die sich wie auf einem Fließband durch die Stationen eines Roboterlabors bewegen. Das große Ziel sei, "den Stress für Embryonen und Eizellen zu minimieren", sagt er. Thompsons Vision ist, dass Ärzte in Zukunft Eizellen aus den Eierstöcken einer Frau entnehmen, diese direkt in eine Mikrowiege legen und von Robotern pflegen lassen, bis sie sich zu gesunden Embryonen entwickeln.

Für die Entwicklung genau eines solchen Eizellensammelsystems hat das Unternehmen AutoIVF, eine Ausgründung aus einem Mikrofluidik-Labor des Massachusetts General Hospital an der Harvard University, mehr als vier Millionen Dollar an Bundeszuschüssen erhalten. Das Start-up nennt die Technologie "OvaReady".

Die Eizellentnahme erfolgt, nachdem eine Patientin mit Fruchtbarkeitshormonen behandelt wurde. Dann saugt ein Arzt zunächst mit einer Vakuumsonde die in den Eierstöcken gereiften Eizellen auf. Da die Eizellen in flüssigen Ablagerungen schwimmen und von schützendem Gewebe umhüllt sind, muss ein Embryologe jede einzelne Eizelle manuell finden und sie mit einem Glasstrohhalm vorsichtig reinigen.

Eizellen und Spermien aufspüren

Ein leitender Angestellter von AutoIVF, Emre Ozkumur, lehnte es ab, über das Projekt zu sprechen. Das Unternehmen möchte "noch etwas länger unter dem Radar fliegen", wie er sagt. Doch Fördermittel- und Patentdokumente des Start-ups lassen vermuten, dass es ein Gerät testet, das Eizellen aufspüren und isolieren kann, um sie dann automatisch vom umgebenden Gewebe zu befreien, möglicherweise indem es sie durch eine Art mikroskopisch kleine Käsereibe schleust.

Sobald eine Eizelle verfügbar ist, müssen Ärzte sie mit einer geeigneten Samenzelle zusammenbringen. Um bei dieser Auswahl zu helfen, hat der mexikanische Fruchtbarkeitsmediziner Alejandro Chavez-Badiola mit seinem Unternehmen IVF 2.0 eine Software entwickelt, die in einer Petrischale umherwuselnde Spermien einstufen und analysieren kann. Es ist vergleichbar mit Computer-Vision-Programmen, die Sportler auf dem Spielfeld beim Laufen, Zusammenstoßen und Richtungswechsel verfolgen.

Die Aufgabe besteht darin, gesunde Spermien zu identifizieren, indem man ihre Form beurteilt und sieht, wie gut sie schwimmen. "Motilität ist der ultimative Ausdruck für die Gesundheit und Normalität von Spermien", sagt Chavez-Badiola. Während ein Mensch nur einige wenige Spermien auf einmal im Auge behalten kann, sind Computer dieser Einschränkung nicht unterworfen. "Wir Menschen sind gut darin, unsere Aufmerksamkeit auf einen einzigen Punkt zu lenken. Wir können fünf oder zehn Spermien beurteilen, aber nicht 50", erklärt Chavez-Badiola.