Vorstellung von EmbryoGen

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1 Vorstellung von EmbryoGen Das erste dokumentierte IVF-Medium mit natürlichem Wachstumsfaktor MEDICULT MEDIA HUMAGEN PIPETS MIDATLANTIC DEVICES EmbryoGen - Eine neue Lösung für Frauen, die bereits eine Fehlgeburt erleiden mussten

2 MEDICULT MEDIA HUMAGEN PIPETS MIDATLANTIC DEVICES Wie häufig sind Fehlgeburten? Mindestens 20-25% aller Schwangerschaften enden in Fehlgeburten. (43) Mindestens 20% aller IVF-Paare erlitten bereits eine Fehlgeburt, mit oder ohne IVF. Warum treten Fehlgeburten auf? Fehlgeburten beruhen auf chromosomalen Unregelmäßigkeiten, endokrinen und/oder immunologischen Anomalien. Die meisten Fehlgeburten sind die Folge von außergewöhnlichen Umständen und Umwelteinflüssen. Ein kleiner Prozentsatz wird durch schwere Anomalien/ Störungen des reproduktiven Systems verursacht. Es wird angenommen, dass die ausschlaggebenden Faktoren bei der korrekten Embryoentwicklung und bei Defekten in der Kommunikation zwischen Mutter und Embryo während der Implantation zu suchen sind. Suboptimale Embryoentwicklung und Zellkommunikation reduzieren die Wahrscheinlichkeit für erfolgreichen Entwicklungsablauf, Uterusempfänglichkeit und Embryo-Uterus-Kommunikation während des sehr komplexen und empfindlichen Prozesses der Implantation. Wann treten Fehlgeburten am häufigsten auf? Mehr als 80% aller Aborte treten als frühe Fehlgeburten im ersten Trimester der Schwangerschaft auf. Frühe Fehlgeburten werden mit der Implantation des Embryos in Verbindung gebracht, während spätere Fehlgeburten gewöhnlich eher auf Anomalien der Mutter beruhen.

3 Mehr als 20% aller Schwangerschaften enden in Fehlgeburten, oftmals bedingt durch: Mangel an Wachstumsfaktoren Gestörte natürliche Zellkommunikation Suboptimale Embryoentwicklung Geringe Uterus-Embryo-Verträglichkeit

4 MEDICULT MEDIA HUMAGEN PIPETS MIDATLANTIC DEVICES Ein Mangel an Wachstumsfaktoren kann zu suboptimaler Embryoentwicklung und zur Fehlgeburt führen Konventionelle IVF-Embryonen zeigen einen Mangel an Wachstumsfaktoren Verglichen mit in vivo-embryonen haben IVF-Embryonen: Eine geringere Anzahl an Blastomeren Geringere Teilungsraten Höhere Apoptoseraten Langsamere Kompaktierung, Kavitation und Expandierung Niedrigere Geburtsgewichte (13, 44-47) Ein Mangel an Cytokinen kann zu geringerer Geburtenrate führen, wiederholte spontane Aborte eingeschlossen. Perricone et al. 2003

5 Patientinnen mit Abort weisen ein Defizit an Wachstumsfaktoren auf Verschiedene Cytokine werden bei Patientinnen mit vorangegangenen Fehlgeburten in abnormaler Menge gebildet. Dies kann zu krankhaftem Plazentawachstum und schließlich zur Fehlgeburt führen. Bei Frauen mit normaler Produktion des Cytokins Granulocyte-Macrophage Colony-Stimulating Factor (GM-CSF) steigen die Serumlevel dieses Cytokins im Verlauf der Schwangerschaft stark an. Bei Patientinnen mit wiederholt auftretenden Fehlgeburten ist diese Hochregulation gestört, die GM-CSF-Spiegel bleiben niedrig (8). GM-CSF bei Frauen mit und ohne vorangegangene Fehlgeburten 300 GM-CSF Serumkonz. (pg/ml) Normales GM-CSF Profil Frauen mit vorangegangenen (wiederholt auftretenden) Fehlgeburten 50 0 Nicht schwanger Schwanger 1. Trimester Schwanger 2. Trimester

6 MEDICULT MEDIA HUMAGEN PIPETS MIDATLANTIC DEVICES Vorstellung des weltweit 1. Mediums mit natürlichem Wachstumsfaktor und nachgewiesenem Effekt: EmbryoGen Nachgewiesener hochsignifikanter Effekt bei Patientinnen mit Abort Für eine langfristige Verbesserung der Embryoentwicklung Für optimierten Implantationserfolg nach vorangegangener Fehlgeburt EmbryoGen stellt eine neuartige Behandlungsoption für Frauen dar, die bereits eine oder mehrere Fehlgeburten erleiden mussten. Ein einziges Medium für Fertilisation, Kultur bis Tag 3 und Transfer. EmbryoGen enthält den Granulocyte-Macrophage Colony-Stimulating Factor (GM-CSF), einen natürlichen cytokinen Wachstumsfaktor, der im gesamten weiblichen Fortpflanzungstrakt produziert wird und mit einer Reihe von Implikationen den reproduktiven Erfolg beeinflusst. GM-CSF ist ein natürlicher Teil der Embryoentwicklung. Der frühe Embryo bildet einen spezifischen Rezeptor als Antwort auf das GM-CSF im Fortpflanzungstrakt. Diese Interaktion ist ein starker Regulationsmechanismus der Embryoentwicklung und verantwortlich für viele physiologische Funktionen. EmbryoGen bietet eine signifikante Verbesserung der Implantationserhaltung bei Frauen, die bereits einen Schwangerschaftsverlust erlitten haben. Stärkerer Embryo + Empfänglicherer Uterus >> Weniger Fehlgeburten

7 Vorteile durch die Gabe von Wachstumsfaktoren Embryonen, die Wachstumsfaktoren ausgesetzt sind, haben eine bessere Aussicht auf erfolgreiche Entwicklung Zahlreiche Studien an Mensch und Tier haben jetzt gezeigt, dass die IVF-Kultur mit GM-CSF viele mit IVF-Embryonen in Beziehung stehenden Schäden verringert und so die Embryonen den in vivo-bedingungen näher bringt (siehe Anhang, Warum GM- CSF ). IVF-Embryonen mit Wachstumsfaktoren versorgen, heißt: 1. Eine physiologischere IVF: Aktiviert und stimuliert normale, natürliche Wachstumsprozesse in Embryonen. 2. Verbessertes Potential für eine gute Kommunikation zwischen dem Embryo und seiner Umgebung. 3. Korrektur verschiedener negativer Effekte, die normalerweise in IVF- Embryonen vorkommen. Wachstumsfaktoren stimulieren alle Phasen: Frühe Präimplantationsembryonen (Rezeptor-Hochregulation, frühes Zellwachstum). Späte Präimplantationsembryonen (Entwicklung des Trophectoderms und Differenzierung der inneren Zellmasse). Verbesserung der Uterus-Embryo-Kommunikation, des Plazentawachstums, der Repression der Immunantwort. Kann das Implantationsmilieu bei Frauen mit Wachstumsfaktormangel verbessern.

8 EmbryoGen Gegenstand der weltweit größten Studie zu IVF-Medien Multizentrische, randomisierte, kontrollierte, doppelblinde Parallelgruppen-Studie Patienten 14 Zentren Endpunkt: Fortlaufende Implantationsrate (OIR) in Schwangerschaftswoche 7

9 MIDATLANTIC DEVICES HUMAGEN PIPETS MEDICULT MEDIA Eine um 44% gesteigerte Implantationsrate mit EmbryoGen - bei Frauen mit Fehlgeburtenhistorie 25 p=0.001 p= % 24.5% 23.2% 15 17% 16.5% EmbryoAssist EmbryoGen EmbryoAssist EmbryoGen Woche 7 Woche 12 Ein hochsignifikanter Anstieg der fortlaufenden Implantationsrate bei Patientinnen, die eine oder mehrere Fehlgeburten erleiden mussten. EmbryoGen hilft vor allem Patientinnen mit Embryonen, deren Implantation nicht aufrecht erhalten werden konnte. Für Frauen jedes Alters Das Risiko einer Fehlgeburt steigt mit dem Alter. Allerdings zeigen die Studiendaten einen Nutzen von EmbryoGen in jeder Altersgruppe. Fortlaufende Implantationsrate Anzahl an Fruchthöhlen mit fetalem Herzschlag als Teil der transferierten Embryonen. Fortlaufende klinische Schwangerschaftsrate Anzahl an Frauen mit mindestens einer Fruchthöhle mit fetalem Herzschlag als Teil der Gesamttransferzahl. Klinische Schwangerschaftsrate Anzahl an Frauen mit mindestens einem intrauterinen Sack, mit oder ohne fetalem Herzschlag.

10 Bester seiner Klasse sicher in der Anwendung Keine Beeinflussung der chromosomalen Konstitution der Embryonen. Keine nachteiligen Effekte bei Neugeborenen bezogen auf EmbryoGen. Die Kultur humaner Embryonen in GM-CSF ist sicher: Umfassende Vergleichsstudien an tierischen Embryonen zu Wachstum und Geburten, mit und ohne GM-CSF (siehe Anhang - Warum GM-CSF ). Sicherheitsstudie an menschlichen Embryonen mit Analyse der chromosomalen Konstitution humaner Embryonen, kultiviert in EmbryoGen (1). Nachkontrolle hunderter geborener Babys im Rahmen der ORIGIO Effizienzstudie.

11 MIDATLANTIC DEVICES HUMAGEN PIPETS MEDICULT MEDIA Daten zur Sicherheit von GM-CSF % Kontrollmedium GM-CFS Medium Insgesamt normal Gleichförmig normal Mosaik normal Insgesamt unnormal 15 9 Gleichförmig unnormal Mosaik unnormal Zytogenetische Tests zeigen keine negativen Effekte der GM-CSF-Kultur bei humanen Embryonen (1). 200 Geburten Gesamtgruppe: 352 Abortgruppe: EmbryoAssist EmbryoGen Daten zu Lebendgeburten zeigen keine mit GM-CSF in Zusammenhang stehenden Nebenwirkungen bei den geborenen Babys dieser Studie. Die Anzahl negativer Effekte war niedriger als die üblicherweise für die IVF berichteten Raten (13, 15, 42).

12 MEDICULT MEDIA HUMAGEN PIPETS MIDATLANTIC DEVICES Neue Perspektiven

13 1. Das erste IVF-Medium mit nachgewiesenem Effekt eines Wachstumsfaktors. 2. Die erste in vitro-behandlungsmöglichkeit für Patientinnen mit Abort ohne Patientenmedikation. 3. In der Studie wurde ein Anstieg der fortlaufenden Implantationsrate von 44% erreicht. 4. Verbesserte Bedingungen für die Patientinnen durch höhere Erfolgsraten, weniger Behandlungen und weniger Stress. 5. Verbesserte Kosteneffizienz durch höheren Durchsatz und geringere Kosten zur Erzeugung entwicklungsfähiger Schwangerschaften.

14 Anhang

15 1. Was verursacht typischerweise Fehlgeburten? 2. Wie beeinflussen Wachstumsfaktoren Embryonen und die Implantation? 3. Warum GM-CSF? 4. Wo liegen die Vorteile für die Klinik? 5. Wie hilft dies dem Patienten? 6. Referenzen

16 Was verursacht typischerweise Fehlgeburten? Ungefähr 20-40% aller Schwangerschaften enden in frühen Fehlgeburten (21). Die Ätiologie von Fehlgeburten ist nicht eindeutig; es gibt eine Vielzahl an möglichen Ursachen, angefangen bei chromosomalen und uterinen Abnormitäten bis PCOS, bakteriellen Infektionen und dem Lebensstil. Oft kann der Grund für eine Fehlgeburt nicht eindeutig bestimmt werden. Während einzeln auftretende Fehlgeburten normalerweise zufällig erfolgen, wird angenommen, dass das Vorkommen wiederholter Aborte eine gemeinsame Ursache hat, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Schwangerschaftserfolges stark beeinflusst wird. Auswirkungen auf die Immunantwort Der Kontakt zwischen Embryo und Uterus löst eine Immunantwort bei der Mutter aus. Wenn die mütterliche Immunantwort nicht unterdrückt wird, wird der Embryo abgestoßen. Endokrine Effekte Hormonelle Ungleichgewichte (inkl. PCOS). Chromosomale Defekte Aneuploidie und andere chromosomale Defekte sind für eine große Anzahl spontaner Aborte verantwortlich. Die Häufigkeit steigt mit dem Alter. Andere Verschiedene Gründe, auch unbekannte. Wie viele? Geschätzte 20% aller Frauen, die eine IVF anstreben, haben zuvor eine oder mehrere Fehlgeburten erlitten. Einzelne Fehlgeburten können möglicherweise auf zufällige Effekte zurückgeführt werden, während wiederholt auftretende Fehlgeburten (3+) wahrscheinlich eine gemeinsame Ursache haben.

17 1 Behandlung bei Fehlgeburten Während Fehlgeburten oftmals ein Resultat additiver Effekte unterschiedlicher Stimuli sind, wird angenommen, dass besonders Fehler in der mütterlich-embryonalen Kommunikation während der Implantation auf Fehlgeburten hinweisen. Das Vorhandensein semi-allogener Embryonen im Uterus löst eine Immunantwort bei der Mutter aus; eine normale Schwangerschaft wird aus diesem Grund mit einer Unterdrückung der maternalen, zellvermittelten Immunität zum Schutz des Embryos vor einer Abstoßung assoziiert. Heute liegen die Behandlungsmöglichkeiten in der Verabreichung von Medikamenten zur Korrektur physiologischer Ungleichgewichte wie Antikoagulantien, Hormone und Immunregulatoren. Diese Behandlungen sind umstritten, da unzureichende Daten zu Patientenauswahl, Protokollen usw. vorliegen. EmbryoGen bietet eine in vitro- Behandlungsmöglichkeit, die keine Medikation der betroffenen Patientinnen einschließt. Was verursacht typischerweise Fehlgeburten? Definitionen Patientinnen mit vorangegangenen Fehlgeburten Jede Frau mit spontanem Verlust einer oder mehrerer klinischer Schwangerschaften zu beliebiger Zeit während ihrer Gebärfähigkeit (natürliche und IVF-Schwangerschaften eingeschlossen). Patientinnen mit wiederkehrenden Fehlgeburten (Abortus habitualis) Patientinnen mit drei oder mehr aufeinander folgenden spontanen Aborten.

18 Wie beeinflussen Wachstumsfaktoren den Embryo und die Implantation? Wachstumsfaktoren sind Signalmoleküle, die verschiedene Zellmechanismen auslösen können, z. B.: 1. Sofortige Änderung im Zellmetabolismus. 2. Sofortiger Wechsel der elektrischen Ladung der Membran. 3. Änderung in der Genexpression/Transkription. Die natürliche Embryoentwicklung erfordert Wachstumsfaktoren Wachstumsfaktoren treten in der gesamten Entwicklungsphase der Präimplantation auf, von der Oozyte bis zur Blastozyste. Wachstumsfaktoren werden von Follikel, Ovidukt und Endometrium gebildet. Der Embryo bildet für einzelne Wachstumsfaktoren entsprechende Rezeptoren aus; dies weist auf eine funktionelle Rolle während der Embryoentwicklung hin. In frühen Stadien werden Wachstumsfaktoren entweder als endokrine Faktoren der Mutter (oder des Kulturmediums) oder als autokrine Faktoren durch den Embryo selbst gebildet (2). Nach der ersten Zelldifferenzierung in der Blastozyste kann es zu zusätzlichen parakrinen Interaktionen zwischen der inneren Zellmasse und dem Trophektoderm kommen. Ein physiologischerer Versuch Die Bedingungen für die in vitro-kultur von Embryonen werden generell als suboptimal angesehen; sie tragen möglicherweise zu häufigeren Implantaionsverlusten und anderen Problemen der humanen IVF sowie verwandten reproduktiven Technologien bei (13-15). Während der konventionellen IVF wechseln die Oozyten von ihrer natürlichen, mit Wachstumsfaktoren angereicherten Umgebung in ein Milieu, dem die Wachstumsfaktoren während der gesamten Präimplantationsentwicklung entzogen sind. IVF-Studien an Mensch und Tier haben gezeigt, dass dies zu suboptimalem Wachstum und Entwicklung sowie einer Reihe von kurz- und langfristigen Problemen führen kann. Die Zugabe von Wachstumsfaktoren zu IVF-Medien sorgt für eine Präimplantaionsumgebung, die dem natürlichen, physiologischen Milieu näher kommt. Viele Studien haben gezeigt, dass die Anreicherung von IVF-Medien mit Wachstumsfaktoren die Entwicklung erheblich verbessern und viele Probleme bei Embryonen, denen keine Wachstumsfaktoren zur Verfügung standen, mildern kann. (siehe Anhang, Warum GM-CSF ). 2 Embryo Cytokine werden in das Lumen des reproduktiven 3 Epithelzellen Trophoblastenzellen Trakts und der umliegenden Gewebe abgegeben und vermitteln so embryonales Wachstum. Der Präimplantationsembryo ist von der Ovulation bis zur Implantation dem Wachstumsfaktor GM-CSF ausgesetzt.

19 2 A m C m Zona pellucida au au m m B Wachstumsfaktor Rezeptor D p Second Messenger au Trophektoderm au Innere Zellmasse Zelluläre Antworten Änderungen der Genexpression Wachstumsfaktoren können entweder von der Mutter oder vom Embryo stammen. Sie wirken als endokrine maternale Signale (m), autokrin (au) auf den Embryo selbst und als interne parakrine Signale zwischen Zelltypen (p). GM-CSF wirkt durch Bindung an einen spezifischen heterogenen -Rezeptor an der Zellmembran des Embryos. Wenn der Rezeptor GM-CSF erkennt und bindet, sorgt ein Signal für die Bildung von Second Messengern in der Zelle. Viele Prozesse innerhalb der Zelle, auch die der embryonalen Entwicklung, hängen von der Signalwirkung der Wachstumsfaktoren ab und bewirken so die Beibehaltung des vollständigen Wachstumspotentials. Wie beeinflussen Wachstumsfaktoren den Embryo und die Implantation? 2 Embryo 3 GM-CSF, das in Uterus und Plazenta gebildet wird, reguliert die Immunantworten, die Entwicklung des Embryos und die Zelldifferenzierung des Trophoblasten. Epithelzellen 1 Trophoblastenzellen Makrophagen Dendritische Zellen Granulozyten

20 Erfolgreiche Implantationen erfordern Wachstumsfaktoren Der Prozess der Implantation umschließt verschiedene eindeutige Abschnitte: Anlagerung, Anhaften, Eindringen und Trophoblasteninvasion. Diese Schritte können nur im Rahmen der Implantation erfolgen. Eine erfolgreiche Implantation und deren Aufrechterhaltung hängen von komplexen molekularen Interaktionen zwischen dem reifen Embryo und einem vorbereiteten Uterus ab. Die Erhaltung der Schwangerschaft beruht auf einer korrekten Regulation der Entwicklung des Embryos, des Wachstums und der Differenzierung der Plazenta sowie der Kontrolle immunologischer Antwortmechanismen. Cytokine sind in all diese Prozesse involviert. Aus der Perspektive des Embryos besteht die Vorbereitung in der Ausbildung zahlreicher Rezeptoren und Adhäsionsmoleküle auf der Außenseite des Präimplantationsembryos sowie in der Produktion von Cytokinen und anderen Mediatoren. Aus der Perspektive des Endometriums stellt die Dezidualisierung die grundlegenden Änderungen in den Bereichen Morphologie, Expressionsund Sektretionsmuster zur Unterstützung des implantierenden Embryos den kritischen Schritt bei der Einrichtung der Schwangerschaft dar (6). Während des Implantationsfensters produziert das Endometrium Cytokine und Chemokine; außerdem werden Adhäsionsmoleküle und bestimmte Klassen an MHC-Molekülen gebildet. Cytokine wirken auf den Erfolg einer Schwangerschaft begünstigend, da sie dazu beitragen, die entzündlichen und entzündungshemmenden Effekte im Uterus in Balance zu halten. Ein Mangel an Cytokinen kann zu geringerer Geburtenrate führen, wiederholte spontane Aborte eingeschlossen (8). GM-CSF ist ein Cytokin mit breitem Wirkungsspektrum; es umfasst Proliferation, Differenzierung und Adhäsion, es unterstützt Wachstum und Differenzierung des Trophoblasten und spielt für eine erfolgreiche Schwangerschaft generell eine wichtige Rolle (35). Definitionen Wachstumsfaktoren Proteine oder Hormone, die imstande sind, als Signalmoleküle zwischen verschiedenen Zellen zu wirken sowie Zellwachstum, Proliferation und Differenzierung zu stimulieren. Cytokine Eine Kategorie hormonähnlicher Wachstumsfaktoren, die für die interzelluläre Kommunikation durch rezeptorvermittelte Interaktion verantwortlich sind. GM-CSF Der Granulocyte-Macrophage Colony-Stimulating Factor stellt ein spezifisches Cytokin dar; ursprünglich als Wachstumsfaktor weißer Blutkörperchen identifiziert, ist er heute als vielseitiges Molekül bekannt. Die Produktion erfolgt durch viele unterschiedliche Zelltypen; GM-CSF hat eine Vielzahl physiologischer Funktionen, es spielt z. B. eine wichtige Rolle bei der Embryogenese. GM-CSF wird im gesamten reproduktiven Trakt der Frau gebildet, der Embryo besitzt einen spezifischen Rezeptor für die Interaktion mit GM-CSF.

21 2 Endometrisches Stroma Regulation des Plazentawachstums Regulation der der Expression Expression von von Adhäsionsmolekülen des des Trophoblasten Regulation der Trophoblasten- Regulation der Trophoblastenproliferation und -differenzierung Regulation der Hormonproduktion Proteinasen und Inhibitoren Regulation der Veränderungen des Oberflächenepithels VOR DER IMPLANTATION Die Präimplantationsphase und deren Prozesse, die für die uterine Empfänglichkeit, die Anlagerung und das Anhaften der Blastozyste notwendig sind. Wachstumsfaktoren und Cytokine regulieren die Kommunikation zwischen Oberflächenepithel und Endometrium. WÄHREND DER IMPLANTATION Die eindringende Blastozyste und die notwendigen Prozesse für das Eindringen des Trophoblasten und die Erhaltung der Schwangerschaft. Wachstumsfaktoren und Cytokine regulieren das Zellwachstum zur Sicherstellung von Adhäsion und Proliferation des Trophoblasten. Wie beeinflussen Wachstumsfaktoren den Embryo und die Implantation? Regulation der Zytotrophoblasten- Invasion und vaskulären Mimickry Fazilitation der Immuntoleranz NACH DER IMPLANTATION Ein implantierter Embryo und die notwendigen Prozesse für die Erhaltung der frühen Schwangerschaft. Cytokine und Wachstumsfaktoren erleichtern die Immuntoleranz, so dass der Embryo nicht abgestoßen wird. Regulation der Leukozyten

22 Warum GM-CSF? Nach Jahren der Forschung im Bereich Wachstumsfaktoren stellt GM-CSF einen der stärksten Kandidaten für die Supplementierung von IVF-Medien dar. GM-CSF wird im reproduktiven Trakt gebildet, ein korrespondierender Rezeptor vom Embryo. Dieses mütterlich embryonale Signalsystem ist ein entscheidender Faktor für den Erfolg der Embryoentwicklung während der Präimplantation und der Schwangerschaft. Konventionelle IVF-Embryonen zeigen: Geringere Zellzahl der Embryonen Geringere Teilungsrate Höhere Apoptoserate Langsamere Kompaktierung, Kavitation und Expansion Niedrigeres Geburtsgewicht GM-CSF ist als Schlüsselkomponente bei etlichen Aspekten der Schwangerschaftsphysiologie bekannt. Der Embryo ist hochempfänglich für das Vorhandensein von GM-CSF und zahlreiche Studien haben große Auswirkungen auf menschliche und tierische Embryonen gezeigt; Embryoentwicklung und entstehende Nachkommen konnten dem in vivo-standard angenähert werden. Die GM-CSF-Effekte zur Unterstützung der Embryoentwicklung konnten bei Embryonen von Mensch, Maus, Rind und Schwein nachgewiesen werden. Es ist klar, dass die GM-CSF-Signalwirkung nicht nur das kurzfristige Überleben sichert, sondern auch die Langzeit-Entwicklungskompetenz verbessert. Die Vorteile von GM-CSF in der IVF Beim Tier Metabolismus Stimuliert die Glukoseaufnahme in Präimplantationsembryonen der Maus (27). Follikuläre Entwicklung Fördert die follikuläre Entwicklung bei Ratten (28). Blastozystenentwicklung, Apoptose, Zellwachstum Verbessert die Blastozystenentwicklung bei Kühen (37) und Mäusen (27). Fördert das Überleben durch Unterdrückung der Apoptose (31, 39). Fetales Wachstum, Überleben und Fertilität Bei genetischem GM-CSF-Mangel sind in Mäusen die Blastozystenentwicklung verzögert, die fetale Größe vermindert, die fetale Resorption und die postnatale Sterblichkeit erhöht (11). GM-CSF erhöht den Anteil an Embryonen, die lebensfähige Nachkommen hervorrufen. Die Zugabe von GM-CSF mildert negative Folgen der in vitro-kultur in Bezug auf das fetale und postnatale Wachstum sowie die plazentale Morphogenese (19). Verbessert das Implantationspotential bei Schafsembryonen durch Steigerung der Interferonproduktion in den Zellen des Trophektoderms (3, 4). Erhöht Blastozystenbildung, Hatching und Anlagerung und fördert Proliferation und Funktionsfähigkeit der inneren Zellmasse (ICM) (10). Beim Mensch Blastozystenentwicklung, Apoptose, Zellwachstum Verbesserte Entwicklungsrate und signifikant mehr Blastomeren, sowohl in innerer Zellmasse als auch im Trophektoderm (TE) (29, 31). Erhöhung von Überleben und Entwicklungspotential menschlicher Embryonen. Weniger apoptotische Nuklei und mehr funktionsfähige Zellen der inneren Zellmasse (30, 31). Steigerung des Anteils an Embryonen, die das Blastozystenstadium erreichen. Schnellere Entwicklung zur Blastozyste. Größere Zellzahlen und signifikant mehr expandierte Blastozysten pro Oozyte, pro Embryo im Teilungsstadium sowie pro kompaktiertem Embryo. In der GM-CSF Gruppe standen für den Transfer 50% mehr Blastozysten zur Verfügung (18). Schwangerschaftsraten Signifikanter Anstieg der Schwangerschaftsraten (6)).

23 3 GM-CSF und Schwangerschaft Cytokine Wachstumsfaktoren stehen in direktem Zusammenhang mit der normalen Schwangerschaft Die Produktion von GM-CSF ist stark erhöht; die Blutspiegel erhöhen sich peakartig nach dem Geschlechtsverkehr. Auch nach der Implantation steigt die Bildung von GM-CSF und anderer Cytokine an (24). G-CSF, ein mit GM-CSF in Zusammenhang stehendes Cytokin, zeigt ähnliche Effekte. Die Behandlung mit zusätzlichem G-CSF erhöht den Erfolg bei Patientinnen mit wiederkehrenden Fehlgeburten sowie wiederholtem Implantationsverlust (25, 26). Der Leukämie inhibierende Faktor (LIF) steigt in der Mitte des menstruellen Zyklus dramatisch im Uterus an. Eine geringe Sekretion des LIF während der Schwangerschaft wird ebenfalls mit wiederholten Fehlgeburten in Verbindung gebracht (36). Während der Implantation steigt die Menge an Epidermischem Wachstumsfaktor (EGF) rapide an (7). Es wird angenommen, dass Interleukin 10 zur Entzündungshemmung während der Implantation beiträgt (37). Die Eileiter und Uterus auskleidenden Epithelzellen geben GM-CSF in den gesamten reproduktiven Trakt ab. Die Bildung ist zyklusabhängig; somit schwanken die GM-CSF-Level im Zyklusverlauf. Nach dem Geschlechtsverkehr kann ein Anstieg der Synthese und Freigabe von GM-CSF in den Lumenbereich beobachtet werden (19). Nach der Empfängnis bleibt die uterine Bildung von GM-CSF für einige Tage auf einem hohen Level bestehen. Sobald der Zeitpunkt der Implantation erreicht ist, sorgen die früh gebildeten Plazentazellen für eine zusätzliche Produktion von GM-CSF. Diese zyklus- und schwangerschaftsinduzierte Synthese von GM-CSF weist auf eine Beteiligung an der Vorbereitung des Embryos für die Implantation und an der Erhaltung der Schwangerschaft nach der Implantation hin. Vor der Implantation Frühe Studien haben gezeigt, dass die rezeptorvermittelte Antwort auf GM-CSF Wachstum und Differenzierung der Zellen des Präimplantationsembryos außerordentlich verbessert. Im frühen Embryo wird die Ausbildung von Rezeptoren für GM-CSF initiiert und die Reaktionsfähigkeit auf GM- CSF vorbereitet. Im späteren Embryo reagieren innere Zellmasse und Trophektoderm auf GM-CSF. Es wird angenommen, dass diese Entwicklung die zwingend notwendige Wechselwirkung zwischen Embryo und Endometrium verbessert. Nach der Implantation Nun finden ein signifikanter Anstieg immunologischer Zellen sowie die vermehrte Ausschüttung von Wachstumsfaktoren/Cytokinen (auch GM-CSF) statt. Zahlreiche Studien weisen darauf hin, dass Cytokine die Transformation dezidualen Gewebes in der Frühschwangerschaft bewirken (24). Ein Mangel an Cytokinen wie dem GM-CSF kann zu geringerer Geburtenrate führen, wiederholte spontane Aborte eingeschlossen. Dieser gemeinsame Effekt eines gut entwickelten Präimplantationsembryos und eines empfänglichen Endometriums erhöht die Wahrscheinlichkeit der langfristigen Embryoimplantation. Warum GM-CSF? FAKTEN ZU GM-CSF Vor der Implantation: GM-CSF verbessert die Lebensfähigkeit des Embryos und die Empfänglichkeit des Uterus. GM-CSF fördert Wachstum und Differenzierung der inneren Zellmasse und des Trophoblasten und bereitet den Embryo auf die Implantation vor. Nach der Implantation: GM-CSF verbessert Adhäsion und Invasion. GM-CSF ist während der Schwangerschaft hochreguliert und steuert die Kommunikation zwischen Endometrium und Embryo. GM-CSF gewährleistet die normale Entwicklung der Plazenta. Es konnte gezeigt werden, dass Frauen mit wiederkehrenden Fehlgeburten während der Schwangerschaft viel geringere GM-CSF-Blutwerte aufweisen (8).

24 GM-CSF und Fehlgeburten Wenn die natürliche Regulation der Wachstumsfaktoren versagt = Fehlgeburt? Frauen mit wiederkehrenden Fehlgeburten weisen ein verändertes Cytokinprofil auf. Zahlreiche Cytokine werden in abnormaler Menge produziert, z. B. GM-CSF, CSF1, IL-1, IFNg, TNFa, TGF-b, LIF, IL-4 and IL-6. Die abnormale Bildung jedes dieser Cytokine kann zu verändertem Plazentawachstum/-funktion führen und schließlich zur Fehlgeburt (41). Veränderung der GM-CSF-Produktionsmuster während der Schwangerschaft Bei gesunden Frauen erhöhen sich die Blutwerte für GM-CSF während der Schwangerschaft deutlich Nach dem Geschlechtsverkehr Ein GM-CSF-Anstieg im Lumen ist zu beobachten. Nach der Empfängnis Die uterine Bildung von GM-CSF bleibt über mehrere Tage erhöht. Nach der Implantation Zusätzliches GM-CSF wird von den frühen Zellen der Plazenta gebildet. Normales GM-CSF-Muster Frauen mit wiederkehrenden Fehlgeburten Nicht schwanger Schwanger 1. Trimester Schwanger 2. Trimester Die GM-CSF Blutwerte erhöhen sich bei Frauen mit unerklärten, wiederholt auftretenden Fehlgeburten nicht (8). Dies deutet auf einen starken Zusammenhang zwischen GM-CSF-Ungleichgewichten und Fehlgeburten hin.

25 3 Patientinnen mit Fehlgeburten: Die Entwicklung von Trophektoderm und Plazenta haben sich während der Kultur als hochempfänglich für GM-CSF erwiesen; die Struktur der Plazenta konnte den in vivo-verhältnissen angenähert, die Oberfläche des Trophoblasten vergrößert werden und es war ein verbesserter Nährstoffaustausch möglich. GM-CSF bestimmt teilweise die strukturelle Form und Funktion der Plazenta (19). CBA/J Mäuse hat die Resorption verhindert und die Dicke des Spongiotrophoblasten sowie das Wachstum der Plazenta erhöht (11). In der ORIGIO-Studie ist die Patientinnengruppe mit vorangegangenen Fehlgeburten vermutlich unterschiedlicher Ursache gut verteilt. Bisher zeigen die Studienergebnisse einen signifikanten, umfangreichen Effekt bei der gesamten Gruppe. Warum GM-CSF? Nullmutationen haben eine veränderte Plazentastruktur zur Folge und es ist nun gesichert, dass ein Mangel an GM-CSF vor und nach der Implantation die Entwicklung gefährdet (10 ). Die Beeinträchtigung der Fertilität konnte bei GM- CSF-Knockout-Mäusen gezeigt werden. Die Injektion von GM-CSF in die abortanfälligen 7DBA/2-mated Mit anderen Worten: GM-CSF hat einen signifikanten Effekt bei den meisten Patientinnen mit Abort, unabhängig von der Ursache der Fehlgeburt(en). Dies unterstreicht die weitgefächerten funktionalen Effekte von GM-CSF in Bezug auf ein besseres Wachstumsumfeld für den Embryo und mehr entwicklungsfähige Implantationen. Zusammenfassung Die natürliche Schwangerschaft schließt nicht nur die wichtige Embryo- Cytokin-Kommunikation während der Präimplantationsentwicklung ein, sondern ebenfalls die Hochregulation von Cytokinen nach der Implantation zur Erhaltung der Signal- und Entwicklungskompetenz während früher und fortschreitender Schwangerschaft.

26 4 Wo liegen die Vorteile für die Klinik? Wo liegen die Vorteile für die Klinik? Neue spezifische Behandlungsmöglichkeiten für Verbesserung der IVF-Gesamterfolgsrate in der Patientinnen mit Abort Klinik Die erste, nicht-invasive und einfach anwendbare Behandlung, die einer schwierigen Patiengruppen erhöhen gleichzeitig den Gesamterfolg der Steigende Erfolgsraten bei schwierigen Patiententinnengruppe einen dokumentierten, bedeutenden Klinik. Gewinn bringt. Die Kosten pro geborenem Baby werden Best-in-class Behandlung reduziert EmbryoGen ist unverzichtbar für Kliniken, die dem Weniger Zyklen pro Baby = signifikant reduzierte Patienten hochmoderne Behandlungsmöglichkeiten Kosten pro Baby, sogar bei signifikanter Erhöhung bieten möchten. Eine bessere Behandlungsoption der Medienkosten pro Zyklus. für Patienten bietet mehr Zufriedenheit für IVF- Spezialisten und kinderlose Paare. EmbryoGen - eine kleine Investition mit großer Wirkung Möglichkeit der zusätzlichen Behandlung/ EmbryoGen repräsentiert nur einen geringen Anteil Geschäftschance der Gesamtkosten für einen Zyklus, hat jedoch das EmbryoGen kann Patientinnen mit Aborten als Potential, die Schwangerschaftswahrscheinlichkeit separate Behandlungsoption angeboten werden um >40% zu beeinflussen. (ähnlich der ICSI, PGD, Blastozystenkultur). EmbryoGen kann für betroffene Paare eine Weniger Zyklen pro Baby = signifikant reduzierte zusätzliche Investition sein, um ihre Schwangerschaftschance zu Kosten pro Baby. erhöhen.

27 Kosten bei Verwendung von EmbryoGen Aktuelle Kosten der IVF Kulturmedien <2% 4 Wo liegen die Vorteile für die Klinik? Andere Kosten in der IVF Hormone, IVF-Einwegartikel, Klinik (auch Profit), usw.

28 5 Wie kommt dies dem Patienten zugute? Wie kommt dies dem Patienten zugute? Bessere Chancen zur Erfüllung des Traums bei Weniger Stress für die Patienten schwierigen Patientinnen EmbryoGen reduziert die Anzahl benötigter EmbryoGen verbessert die Wahrscheinlichkeit für Zyklen bis zur Geburt eines Babys, d. h. weniger ein Baby bei Patientinnen mit vorangegangener Behandlungen und somit weniger Stress und Fehlgeburt. Unannehmlichkeiten für die Frauen. Behandelt den Embryo, nicht die Frau Geringere Kosten pro geborenem Baby Typische Behandlungen für Patientinnen mit Mit Erhöhung der Wahrscheinlichkeit auf Erfolg pro Abort beziehen sich auf das Verabreichen von Zyklus kann die finanzielle Belastung wiederholter Medikamenten wie Gerinnungshemmern (Heparin), Behandlungen für die betroffenen Paare deutlich Hormonen (Progesteron), Immunregulatoren (IVIG) reduziert werden. u. a. EmbryoGen ist die erste in vitro-behandlungsoption bei Fehlgeburten ohne die Notwendigkeit der Patientenmedikation. Ein früher Schwangerschaftsverlust stellt eine signifikante emotionale Belastung für die Frau dar. Cumming et al. 2008

29 5 Wie kommt dies dem Patienten zugute?

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