Диагностика префертилизации

Диагностика префертилизации предлагает возможность генетического тестирования яйцеклеток женщины в рамках экстракорпорального оплодотворения (ЭКО). Исследования проводятся на хромосомах 1-го и 2-го полярного тельца, которые возникают во время 1-го и 2-го мейоза после введения мужской спермы в яйцеклетку. Преимущество этого метода заключается в том, что он де-юре не является предимплантационной диагностикой (ПГД), потому что обследование проводится до слияния женского и мужского ядер, поэтому предпочтительный диагноз разрешен в некоторых странах, где ПГД запрещены.

Что такое предпочтительная диагностика?

Диагностика префертилизации позволяет выявить хромосомные аберрации в гаплоидном геноме женской яйцеклетки в рамках экстракорпорального оплодотворения (ЭКО). Прежде всего, могут быть обнаружены численные отклонения определенных хромосом (анеуплоидия) и аномалии определенных генов, вызывающие наследственные заболевания. Когда мужской сперматозоид вводится в цитоплазму яйцеклетки во время ЭКО, запускается первый и второй мейоз (мейоз I и II) яйцеклетки.

Деление создает две «лишние» клетки, полярные тельца, которые имеют тот же набор хромосом, что и сама яйцеклетка. Полярные тела, которые обычно разрушаются организмом, берутся с помощью биопсии полярных тел для исследования хромосом. Поскольку предпочтительная диагностика всегда проводится на полярных телах, процедуру также называют диагностикой полярных тел (ПКД). Преимущество метода обследования заключается в том, что его также можно проводить в некоторых странах, где предимплантационная диагностика (ПГД) запрещена, поскольку обследование проводится на геноме яйцеклетки, когда ядра клеток сперматозоида и яйцеклетки еще не слились.

Недостатком является то, что можно исследовать только хромосомные аберрации материнского генома. Хромосомы сперматозоидов, которые были введены в цитоплазму яйцеклетки, не могут быть обнаружены этим методом. Y-сцепленные заболевания не могут быть распознаны, потому что набор гаплоидных хромосом яйцеклетки не может содержать Y-хромосому.

Функция, эффект и цели

В рамках диагностики перед оплодотворением в форме генетического исследования полярных тел могут быть обнаружены числовые аномалии (анеуплоидия) в определенных хромосомах материнского генома, а также транслокации, при которых сегменты хромосом были разделены и повторно интегрированы в неправильном месте. Кроме того, можно диагностировать мутации X-сцепленного гена, которые наследуются от матери и основаны на мутации одного гена (моногенное заболевание). Это предполагает, что необходимо знать потенциальное наследственное заболевание, чтобы иметь возможность специально исследовать определенный ген на Х-хромосоме.

В случае рецессивного наследования существует вероятность того, что Х-хромосома полярного тельца, а значит, и Х-хромосома оплодотворенной яйцеклетки, содержат здоровый аллель соответствующего гена. Сама процедура включает биопсию полярного тела, в которой два гаплоидных полярных тела удаляются из яйцеклетки, а затем хромосомы подвергаются FISH-тесту (флуоресцентная гибридизация in situ). Биопсия полярных тел представляет собой огромную проблему для лаборатории, выполняющей эту работу, потому что идентификация и изоляция полярных тел требует определенного опыта. Для процедуры тестирования FISH доступны так называемые ДНК-зонды для выбранных хромосом, которые соединяются с соответствующими гаплоидными хромосомами, поскольку они имеют комплементарную аминокислотную последовательность.

Зонды ДНК помечаются разными флуоресцентными цветами, поэтому хромосомы затем можно идентифицировать с помощью специального программного обеспечения и подсчитывать в автоматическом режиме. Большинство хромосомных аберраций, таких как анеуплоидии и хромосомные сдвиги в хромосоме, являются фатальными. Это означает, что либо ЭКО не образует зиготу, либо эмбрион отторгается после его трансплантации в матку, либо происходит ранний или поздний выкидыш. Поскольку частота хромосомных аберраций в женских яйцеклетках увеличивается с возрастом, важной целью диагностики предпочтительности является положительный отбор оплодотворенных яйцеклеток. Только оплодотворенные яйца с неповрежденным геномом - если его можно распознать - пересаживаются обратно в матку.

Положительный отбор должен увеличить частоту наступления беременности после ЭКО, снизить количество отторгнутых оплодотворенных яйцеклеток и количество выкидышей. Другая цель состоит в том, чтобы исключить наследственные заболевания, основанные на хромосомных аберрациях или определенных генетических дефектах в пересаженной оплодотворенной яйцеклетке с самого начала путем положительного отбора оплодотворенных яиц. Типичными наследственными заболеваниями, которые можно исключить с помощью теста, являются муковисцидоз, спинальная мышечная атрофия и серповидноклеточная анемия.

Риски, побочные эффекты и опасности

Диагностика предпочтения оплодотворения проводится вне организма и поэтому не сопряжена с дополнительными физическими рисками для данной женщины. При удалении яиц существует лишь низкий риск получения травм и инфицирования. В отличие от ПГД, которая также включает хромосомное исследование с использованием теста FISH, предпочтительный диагноз может исследовать только хромосомный и генетический материал от матери.

Это означает, что отрицательный результат теста FISH, при котором не было диагностировано хромосомных или генетических аберраций, может вызвать у родителей чрезмерно положительные ожидания относительно течения беременности и последующих родов. Хромосомные аберрации отцовского генома и любые аномалии Y-хромосомы, которые могут вызвать наследственное заболевание, связанное с полом, не регистрируются. В этом отношении диагностика предпочтения является даже более неполной, чем PGD, при которой можно исследовать весь геном эмбриона на стадии бластулы.

Однако даже при отрицательном ПГД нельзя исключать наличие генетических дефектов в геноме эмбриона, которые могут вызвать нежелательное развитие и, возможно, нарушения после рождения. Тест FISH может относиться только к избранным хромосомам и генам.