Intrazytoplasmatische Spermieninjektion

Die ICSI wurde 1992 erstmals erfolgreich angewendet und ist heute eine der wichtigsten Techniken der assistierten Reproduktion.^[1] Im Gegensatz zur konventionellen IVF, bei der Ei- und Samenzellen zur spontanen Befruchtung zusammengebracht werden, ermöglicht die ICSI eine gezielte Befruchtung auch bei stark eingeschränkter Spermienqualität oder -menge. Eine Befruchtung ist damit nicht garantiert, jedoch die Wahrscheinlichkeit deutlich erhöht.

Bei Paaren ohne eingeschränkte Spermienqualität bietet die ICSI gegenüber der konventionellen IVF nach aktueller Evidenz keinen nachweisbaren Vorteil hinsichtlich der Lebendgeburtenrate.^[2]

In Deutschland unterliegt die ICSI dem Embryonenschutzgesetz (ESchG), das u.a. die Anzahl der befruchtbaren Eizellen pro Zyklus sowie den Umgang mit erzeugten Embryonen regelt.

Die ICSI wird unter anderem eingesetzt:

• bei Azoospermie (obstruktiv oder nicht-obstruktiv), wobei Spermien durch operative Entnahme (TESE, MESA) gewonnen werden
• bei Kryptozoospermie
• bei zu geringer Spermienmenge (Oligospermie)
• bei schlechter Spermienqualität (Teratozoospermie, Asthenozoospermie)
• bei hoher Sperm-DNA-Fragmentierung im Ejakulat, in diesen Fällen ggf. mit testikulär gewonnenen Spermien (TESE)^[3]
• bei vorangegangenen, erfolglosen Versuchen der In-vitro-Fertilisation

Der ICSI-Behandlung geht eine kontrollierte ovarielle Stimulation (KOS) voraus. Die Patientin erhält über mehrere Tage Gonadotropine (FSH, ggf. kombiniert mit LH), um eine Mehrfachreifung von Follikeln zu induzieren. Um einen vorzeitigen LH-Anstieg und damit eine spontane Ovulation vor der Eizellentnahme zu verhindern, werden GnRH-Antagonisten eingesetzt. Eine Alternative ist das Langprotokoll mit GnRH-Agonisten, die eine Dauerstimulation zur hypophysären Downregulation bewirken.^[4] Die Wahl des Protokolls richtet sich nach dem individuellen Risikoprofil der Patientin, insbesondere nach der Ovarialreserve und dem OHSS-Risiko.^[5]

Die Follikelreifung wird mittels transvaginaler Sonographie und Hormonbestimmungen im Blut engmaschig überwacht. Die abschließende Ovulationstriggerung erfolgt durch HCG oder einen GnRH-Agonisten, woraufhin 34–36 Stunden später die Follikelpunktion zur Eizellentnahme durchgeführt wird.

Die für die ICSI benötigten Spermien können auf verschiedenen Wegen gewonnen werden:

• Ejakulat: Im Regelfall werden die Spermien aus dem Ejakulat des Mannes gewonnen und im Labor durch Aufbereitungsverfahren wie Swim-up oder Dichtegradientenzentrifugation angereichert.
• Mikrochirurgische epididymale Spermienaspiration (MESA): Bei obstruktiver Azoospermie (z.B. nach Vasektomie oder bei kongenitaler Aplasie des Vas deferens) können Spermien direkt aus dem Nebenhoden aspiriert werden.
• Testikuläre Spermienextraktion (TESE/Mikro-TESE): Bei nicht-obstruktiver Azoospermie mit eingeschränkter Spermatogenese werden Spermien operativ aus dem Hoden entnommen. Die Mikro-TESE bietet dabei die höchsten Erfolgsraten bei der Spermiengewinnung.^[6]

Gewonnene Spermien können unmittelbar verwendet oder für spätere Zyklen kryokonserviert werden.

Die ICSI wird unter dem Mikroskop mithilfe von Mikromanipulatoren und Mikropipetten durchgeführt.

Die Eizelle wird zunächst durch eine Haltepipette so fixiert, dass der Polkörper auf 12 Uhr steht, um die meist in der Nähe des Polkörpers gelegene Meiose-II-Spindel nicht zu schädigen. Von der rechten Seite (3 Uhr) wird ein Mikroinjektor herangeführt, der ein einzelnes Spermium enthält. Der Injektor penetriert das Oolemma und wird in das Ooplasma der Eizelle eingeführt, woraufhin das Spermium injiziert wird.

Nach der Injektion wird die Eizelle in das Nährmedium einer Zellkultur verbracht und am nächsten Tag auf eine erfolgreiche Befruchtung hin geprüft. Bei erfolgreicher Fertilisation wird der entstandene Embryo nach weiterer Kultivierung in die Gebärmutter der Frau transferiert (Embryotransfer). Überzählige Embryonen können kryokonserviert werden. Im Rahmen des ESchG ist zudem die Vitrifikation befruchteter Eizellen im Vorkernstadium möglich.

Die Selektion der Spermien erfolgt in der Regel anhand ihrer Morphologie und Beweglichkeit. Um reife Spermien genauer zu selektieren, kann die PICSI-Methode eingesetzt werden, bei der Spermien anhand ihrer Fähigkeit zur Bindung an Hyaluronsäure selektiert werden. Weitere Selektionsverfahren sind die IMSI (hochvergrößerungsmikroskopische Selektion) sowie die MACS (magnetisch aktivierte Zellsortierung). Der klinische Zusatznutzen dieser erweiterten Selektionstechniken ist nach aktueller Evidenz weiterhin unsicher und Gegenstand laufender Forschung. Für PICSI zeigt ein aktueller Cochrane-Review zwar eine moderate Reduktion der Abortrate, jedoch keinen gesicherten Vorteil bei der Lebendgeburtenrate. Für IMSI und MACS ist die Evidenzlage noch geringer.^[7]

Die durchschnittliche Fertilisierungsrate bei ICSI beträgt 60–80 % pro injizierter Eizelle. Ein totales Fertilisierungsversagen ist möglich. Die Lebendgeburtenrate pro Embryotransfer ist stark altersabhängig. Sie nimmt mit zunehmendem Alter deutlich ab. Als ergänzende Maßnahme bei erhöhtem genetischen Risiko kann eine präimplantationsgenetische Testung auf Aneuploidie (PGT-A) erwogen werden.

Zu den Risiken der ICSI zählen u.a.:

• ovarielles Hyperstimulationssyndrom (OHSS) im Rahmen der KOS. Seine Prävention ist in der ESHRE-Leitlinie zur ovariellen Stimulation detailliert geschildert.^[5]
• mechanische Schädigung der Eizelle bei der Injektion
• eine mögliche Übertragung genetischer Störungen auf die Nachkommen bei Verwendung genetisch beeinträchtigter Spermien

Metaanalysen zeigen ein leicht erhöhtes Risiko für kongenitale Anomalien bei ICSI-Nachkommen im Vergleich zur Spontankonzeption.^[8]

Bei schwerer männlicher Infertilität (z.B. Azoospermie) sollte vor einer ICSI eine humangenetische Beratung erfolgen, da genetische Ursachen (z.B. Klinefelter-Syndrom, Y-chromosomale Mikrodeletionen) auf Söhne übertragen werden können.

• Künstliche Befruchtung (Snackable)