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 состоит в том, что это де-юре не предимплантационная диагностика (ПГД), поскольку обследование проводится до слияния женского и мужского ядер, поэтому предпочтительный диагноз разрешен в некоторых странах, где ПГД запрещены.

Что такое предпочтительная диагностика?

Диагностика предпочтения оплодотворения позволяет выявить хромосомные аберрации в гаплоидном геноме женской яйцеклетки в контексте 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, удаляются путем биопсии полярных тел для исследования хромосом. Поскольку предпочтительный диагноз всегда проводится на полярных телах, процедура также называется диагностикой полярных тел (ПКД). Преимущество метода обследования заключается в том, что его также можно проводить в некоторых странах, где преимплантационная 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 яйца, 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 реинтегрированы 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, чтобы хромосомы затем можно было идентифицировать с помощью специального программного обеспечения и подсчитать 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 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 - пересаживают обратно в матку.

Считается, что положительный отбор увеличивает частоту наступления беременности после ЭКО, снижает частоту отказов оплодотворенных яйцеклеток и количество выкидышей. Другая цель состоит в том, чтобы исключить наследственные заболевания, основанные на хромосомных аберрациях или определенных генетических дефектах в повторно трансплантированной оплодотворенной яйцеклетке с самого начала путем положительного отбора оплодотворенных яйцеклеток. 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 исследование хромосом с использованием теста FISH, диагностика перед оплодотворением может исследовать только хромосомы и генетический материал от матери.

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

Однако даже при отрицательном ПГД нельзя исключить 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.