Diagnostyka przed zapłodnieniem

Plik Diagnostyka przed zapłodnieniem oferuje możliwość badań genetycznych komórek jajowych kobiety w ramach zapłodnienia in vitro (IVF). Badania przeprowadza się na chromosomach I i II ciała polarnego, które powstają podczas I i II mejozy po wprowadzeniu męskiego plemnika do komórki jajowej. Zaletą tej metody jest to, że de iure nie jest diagnozą przedimplantacyjną (PGD), ponieważ badanie przeprowadza się przed połączeniem jądra żeńskiego i męskiego, dlatego w niektórych krajach, w których PGD jest zabronione, dopuszcza się diagnostykę przed zapłodnieniem.

Co to jest diagnostyka wstępnego nawożenia?

Diagnostyka przed zapłodnieniem pozwala na identyfikację aberracji chromosomowych w genomie haploidalnym żeńskiej komórki jajowej w kontekście zapłodnienia in vitro (IVF). Przede wszystkim można wykryć odchylenia liczbowe niektórych chromosomów (aneuploidia) oraz nieprawidłowości niektórych genów, które powodują choroby dziedziczne. Kiedy męski plemnik zostanie wprowadzony do cytoplazmy komórki jajowej podczas IVF, wyzwalana jest pierwsza i druga mejoza (mejoza I i II) jaja.

Podział tworzy dwie „zbędne” komórki, ciała polarne, które mają ten sam zestaw chromosomów co sama komórka jajowa. Ciałka polarne, które normalnie byłyby rozkładane przez organizm, są usuwane za pomocą biopsji ciała polarnego w celu zbadania chromosomów. Ponieważ diagnostyka przed zapłodnieniem jest zawsze przeprowadzana na ciałach polarnych, procedura ta nazywana jest również diagnostyką ciał polarnych (PKD). Zaletą metody badania jest to, że można ją przeprowadzić również w niektórych krajach, w których diagnostyka przedimplantacyjna (PGD) jest zabroniona, ponieważ badanie przeprowadza się na genomie komórki jajowej, gdy jądra komórkowe plemnika i komórki jajowej jeszcze się nie zrosły.

Wadą jest to, że można badać tylko aberracje chromosomalne genomu matki. Tą metodą nie można wykryć chromosomów plemników, które zostały wprowadzone do cytoplazmy komórki jajowej. Chorób powiązanych z Y nie można rozpoznać, ponieważ zestaw haploidalnych chromosomów komórki jajowej nie może zawierać chromosomu Y.

Funkcja, efekt i cele

W ramach diagnostyki przed zapłodnieniem w postaci genetycznego badania ciała polarnego można wykryć anomalie liczbowe (aneuploidię) w niektórych chromosomach genomu matki, a także translokacje, w których segmenty chromosomów zostały rozdzielone i ponownie zintegrowane w niewłaściwym miejscu. Ponadto można zdiagnozować mutacje genów sprzężonych z chromosomem X, które są dziedziczone po matce i są oparte na mutacji pojedynczego genu (choroba monogenowa). Zakłada się, że potencjalna choroba dziedziczna musi być znana, aby móc szczegółowo zbadać określony gen na chromosomie X.

W przypadku dziedziczenia recesywnego istnieje szansa, że ​​chromosom X ciała polarnego - a więc także chromosom X zapłodnionej komórki jajowej, zawiera zdrowy allel odpowiedniego genu. Sama procedura obejmuje biopsję ciała polarnego, w której dwa haploidalne ciała polarne są usuwane z komórki jajowej, a chromosomy są następnie poddawane testowi FISH (hybrydyzacji fluorescencyjnej in situ). Biopsja ciał polarnych jest ogromnym wyzwaniem dla laboratorium prowadzącego prace, ponieważ identyfikacja i izolacja ciał polarnych wymaga pewnego doświadczenia. Do procedury testu FISH dostępne są tak zwane sondy DNA dla wybranych chromosomów, które łączą się z odpowiednimi chromosomami haploidalnymi, ponieważ mają komplementarną sekwencję aminokwasów.

Sondy DNA są oznaczone różnymi kolorami fluorescencyjnymi, dzięki czemu chromosomy można zidentyfikować za pomocą specjalnego oprogramowania i policzyć w procesie automatycznym. Większość aberracji chromosomowych, takich jak aneuploidie i przesunięcia chromosomowe w obrębie chromosomu, jest śmiertelna. Oznacza to, że IVF albo nie tworzy zygoty, albo że zarodek jest odrzucany po przeszczepieniu do macicy, albo że dochodzi do wczesnego lub późniejszego poronienia. Ponieważ częstość aberracji chromosomowych w komórkach jajowych kobiet rośnie wraz z wiekiem, ważnym celem diagnostyki przed zapłodnieniem jest pozytywna selekcja zapłodnionych jaj. Tylko zapłodnione jaja z nienaruszonym genomem - jeśli można je rozpoznać - są przeszczepiane z powrotem do macicy.

Uważa się, że pozytywna selekcja zwiększa wskaźnik ciąż po IVF i zmniejsza odsetek odrzuconych zapłodnionych jaj i liczbę poronień. Innym celem jest wykluczenie od samego początku chorób dziedzicznych opartych na aberracjach chromosomowych lub pewnych wadach genetycznych w ponownie przeszczepionym zapłodnionym jaju poprzez pozytywną selekcję zapłodnionych jaj. Typowe choroby dziedziczne, które można wykluczyć na podstawie testu to mukowiscydoza, rdzeniowy zanik mięśni i anemia sierpowata.

Ryzyko, skutki uboczne i niebezpieczeństwa

Diagnostyka przed zapłodnieniem przeprowadzana jest poza organizmem i dlatego nie wiąże się z dodatkowym ryzykiem fizycznym dla kobiety. Istnieje tylko niewielkie ryzyko obrażeń fizycznych i infekcji związanych z usunięciem jaj. W odróżnieniu od PGD, która obejmuje również badanie chromosomów za pomocą testu FISH, diagnostyka przed zapłodnieniem pozwala jedynie na zbadanie chromosomu i materiału genetycznego matki.

Oznacza to, że negatywny wynik testu FISH, w którym nie stwierdzono żadnych aberracji chromosomowych lub genetycznych, może wzbudzić u rodziców zbyt pozytywne oczekiwania co do przebiegu ciąży i kolejnego porodu. Aberracje chromosomalne genomu ojca i prawdopodobnie istniejące anomalie chromosomu Y, które mogłyby wywołać chorobę dziedziczną związaną z płcią, nie są rejestrowane. Pod tym względem diagnostyka przed zapłodnieniem jest jeszcze bardziej niepełna niż PGD, w której można zbadać cały genom zarodka w stadium blastuli.

Jednak nawet przy ujemnym wyniku PGD nie można wykluczyć, że w genomie zarodka występują defekty genetyczne, które mogą powodować niepożądane zmiany i prawdopodobnie upośledzenia po urodzeniu. Test FISH może zawsze odnosić się tylko do wybranych chromosomów i genów.