Charakterisierung von Oozyten für die in-vitro Fertilisation durch die elektrische Impedanzspektroskopie

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Julia Floehr; Professor Dr.-Ing. Uwe Schnakenberg
• Fachliche Zuordnung: Mikrosysteme ; Reproduktionsmedizin, Urologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 422444193

Die künstliche Befruchtung (in vitro Fertilisation, IVF) von Eizellen ist eine etablierte Methode in der Reproduktionsmedizin. Sie wird routinemäßig zum Erhalt und der Generierung von Versuchstieren angewendet, insbesondere, wenn die natürliche Befruchtung keinen Erfolg zeigt. Der Erfolg der IVF hängt entscheidend von der Qualität der Eizellen ab, speziell vom Zustand der Zona pellucida (ZP), die aus einer gelartigen Schicht extrazellulärer Matrix besteht, die nach der Befruchtung spontan aushärtet, um das Eindringen weiterer Spermien zu verhindern. Die Eizellqualität wird typischerweise durch eine mikroskopische Kontrolle begutachtet und ist daher stark subjektiv vom jeweiligen Beobachter abhängig. Im vorliegenden Projektantrag sollen Mauseizellen mittels der elektrischen Impedanzspektroskopie (EIS) charakterisiert werden. EIS ist eine objektive, beobachterunabhängige, zerstörungs- und markierungsfreie Messmethode. EIS erlaubt somit eine kontinuierliche Beobachtung reifender Zellen und sich entwickelnder Embryonen, die mit den bisher verwendeten Analysemethoden nicht möglich sind. Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines geeigneten Messaufbaus, der eine einfache Handhabung, Miniaturisierung, Integration und Portabilität kombiniert. Es soll erstmals der Härtungsprozess der ZP einzelner Mauseizellen zeitaufgelöst mit EIS detektiert werden. Wir möchten EIS zur Beurteilung der Eizell-Qualität etablieren. Dazu analysieren wir Veränderungen im Impedanzspektrum von Eizellen genetisch veränderter Mäuse mit bekannten Defizienzen in der ZP-Prozessierung. Durch Messungen über einen großen Frequenzbereich werden Impedanzänderungen untersucht, die sowohl durch die Veränderung der ZP Glykoproteinmatrix als auch der elektrophysiologischen Änderungen des Zytoplasmas hervorgerufen werden. Es wird ein EIS-Messstand als zerstörungsfreie und objektive Methode zur Qualitätsbeurteilung von Eizellen etabliert, der letztendlich dazu dient, die Befruchtungsrate in der Reproduktionstechnologie zu erhöhen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen