Zdravá embrya vykazují chromozomové vady

Genetické testy určené k vyřazení embryí, u kterých je nepravděpodobné, že vyrostou ve zdravé děti po in vitro fertilizaci (IVF), jsou často podávány párům podstupujícím léčbu, i když se zdá, že to má malý dopad na míru otěhotnění. Nová studie zahrnující genetický screening s vyšším rozlišením vrhá tuto praxi na nové pochybnosti tím, že ukazuje, že většina buněk i ve zdravých embryích má takové chromozomální vady.

Spoj tečky: Každá tečka v tomto testu představuje kus testovací DNA. Barva určuje podobnost mezi testovanou DNA a jiným referenčním vzorkem.

Evelyne Vanneste a její kolegové v Katolická univerzita v Lovani , v Belgii, použili nové screeningové techniky s vyšším rozlišením k analýze buněk z tří- nebo čtyřdenních embryí od 23 plodných párů mladších 35 let. Embrya jsou obvykle analyzována v této fázi vývoje, protože méně zralá embrya obsahují méně informací. a vyvinutější embrya se obtížněji přenášejí.

Vanneste a její kolegové zjistili, že více než 90 procent buněk mělo nějaké chromozomální abnormality, což je zjištění, které do jisté míry vysvětluje, proč mají lidé obecně tak nízkou plodnost. Znamená to ale také, že některá použitelná embrya mohou být po screeningu vyřazena.

Preimplantační genetický screening (PGS) obvykle zahrnuje buď polymerázovou řetězovou reakci (PCR), která detekuje genetické poruchy amplifikací specifického kusu mutované DNA, nebo fluorescenční in-situ hybridizaci (FISH), která umožňuje kontrolu chromozomů na strukturální vady proti normálním chromozomy, ale nemohou současně testovat všechny chromozomy. V důsledku toho mohou být vynechány chromozomální problémy, které mohou bránit úspěšnému těhotenství.

Vanneste a její kolegové použili dva novější nástroje – pole SNP a pole BAC – k hledání chromozomálních chyb v celém genomu. Pole SNP může identifikovat variace v krátkých kouscích DNA, zatímco pole BAC může analyzovat větší části chromozomů na strukturální chyby. Tým studoval buňky z 23 embryí odebraných devíti párům s normální plodností, které podstupovaly léčbu IVF, aby vyloučila embrya se specifickými genetickými chorobami. K překvapení vědců zjistili, že 90 procent buněk má duplikované nebo chybějící části chromozomů. Nejen to, ale chyby se změnily v různých buňkách odebraných ze stejného embrya.

To naznačuje, že lidská embrya mají přirozeně vysokou chromozomovou nestabilitu, alespoň během prvních několika kol buněčného dělení. Totéž bylo pozorováno u makaků, ale ne u myší, říká Vanneste, a evoluční důvod pro to zatím není jasný. Je možné, že nestabilita je mechanismus, který může rychle generovat genetickou rozmanitost, což umožňuje rychlejší adaptaci na měnící se prostředí, říká.

Výsledky Vanneste mohou částečně vysvětlovat relativně nízkou míru plodnosti u lidí, asi 30 procent, ale míra je stále mnohem vyšší než 10 procent zjevně geneticky normálních embryí nalezených jejím týmem. To znamená, že z mnoha embryí se musí vyvinout zdravá miminka, přestože jejich chromozomy mají v této fázi vady. Jak embryo roste, komplementární mutace v jeho buňkách se mohou vzájemně kompenzovat nebo buňky bez chromozomových defektů mohou embryo přednostně osídlit.

O výhodách preimplantačního screeningu se již vášnivě diskutuje, protože chromozomové chyby se často vyskytují u starších žen, které mohou produkovat málo vajíček na začátku, což má horší šanci na úspěšnou impregnaci po invazivních biopsiích k odstranění buněk pro genetický screening.

Nikdo z nás není ve skutečnosti normální, takže ve skutečnosti ztrácíme čas zkoušením normality, říká Stuart Lavery, konzultant specializující se na reprodukční medicínu z Hammersmith Hospital v Londýně, Velká Británie embryo.

Ani Lavery, ani Vanneste nenavrhují úplně se vzdát screeningu IVF, ale oba tvrdí, že chromozomy z více či méně vyvinutých embryí mohou poskytnout spolehlivější výsledky, protože nestabilita chromozomů není tak velký problém. Změna časového bodu genomické analýzy buď na dřívější fázi analýzy polárního těla nebo na pozdější fázi pomocí biopsie blastocysty, může být lepším přístupem k výběru geneticky normálních embryí pro přenos, říká Vanneste.

Polární tělíska jsou buňky zbylé z dělení meiotických buněk, které tvoří vajíčko, které obsahují pouze DNA od matky, a proto nemohou vykazovat chyby od otce nebo vzniklé po oplodnění. Tato metoda je však šetrná k embryu a chromozomální chyby přítomné v polárních tělech jsou přenášeny všemi buňkami embrya, což poskytuje silné ospravedlnění pro vyřazení embryí s chybami.

Naproti tomu lidská blastocysta má ve stáří 5 dní asi 100 buněk, z nichž některé budou tvořit placentu spíše než tkáně plodu. To umožňuje odstranění několika buněk, což usnadňuje genetickou analýzu a zahrnuje DNA odvozenou od otce. Chromozomální nestabilita je v této fázi méně výrazná, ale až donedávna nebylo praktické analyzovat buňky blastocyst, protože je mnohem obtížnější je přenést. Ale novější techniky, které zahrnují zmrazení embryí, činí analýzu blastocyst následovanou pozdějším přenosem praktičtější.

Lavery říká, že analýza polárního těla by mohla prospět zejména starším ženám, kterým zbylo jen několik vzácných vajíček. U mladších žen mohou biopsie blastocyst nabídnout slibnější výsledky, říká.

Pole SNP a BAC jsou však stále relativně drahá. Další, méně nákladnou metodu pro analýzu lidských chromozomů, nazvanou komparativní genomická hybridizace (CGH), vyvíjí Elpida Fragouli z Nuffieldova oddělení porodnictví a gynekologie na Oxfordské univerzitě a reprogenetiky ve Spojeném království. Tento přístup umožňuje zkoumat všech 23 párů lidských chromozomů z blastocyst s mírně nižším rozlišením.

Pomocí CGH je DNA extrahovaná z embrya amplifikována, označena zeleně a smíchána s normální referenční DNA, která byla označena červeně. Směs se poté rozprostře na podložní sklíčka spolu s chromozomy v metafázi (rané stadium), na které se váže směs DNA. Chromozomy jsou zhuštěny do odlišných tvarů a poměr zelené a červené fluorescence podél délky každého chromozomu ukazuje, zda chromozomy embrya ztratily nebo duplikovaly znatelné kousky. Předběžné klinické výsledky s použitím techniky na embryích blastocyst byly slibné, říká Fragouli.

skrýt