A preimplantációs genetikai diagnózis (PGD) az emberi embrió genetikai betegségeinek diagnosztizálása a méh nyálkahártyájába történő beültetés előtt, vagyis a terhesség előtt. Általában az elemzéshez egy blastomer biopsziáját végzik el egy embrióban a zúzás szakaszában (4-10 blastomer). Genetikai patológia anyai hordozása esetén lehetséges a petesejt 1. és 2. poláris testének biopsziája a megtermékenyítés előtt. Az elmúlt években tendencia volt a trofektoderma (a sejtek külső rétege) biopsziájára való áttérés irányába a blasztociszta stádiumában (az embriófejlődés ötödik napja) [1] . Az implantáció előtti genetikai diagnózis a prenatális diagnózis alternatívája . Legfőbb előnye, hogy alkalmazása során nincs szelektív terhességmegszakítás, és elég nagy a valószínűsége annak, hogy nem diagnosztizált genetikai betegség nélkül születik gyermek. Így a PGD egy kiegészítő eljárás az asszisztált reprodukciós technológiák mellett , és in vitro megtermékenyítést (IVF) igényel . ( angol tartalomjegyzék )
A preimplantációs genetikai diagnózis gondolata már az első IVF-gyermek születése előtt megjelent. 1967-ben R. Edwards ( RG Edwards ) és R. Gardner ( RL Gardner ) cikke jelent meg a nyúl embriók biopsziájáról a beültetés előtti ivar meghatározására, amelyben a szerzők hasonló technológiák megjelenését jósolták emberekben [2]. . Az emberi beültetés előtti genetikai diagnózis azonban csak a 90-es évek elején vált lehetségessé, amikor az in vitro megtermékenyítés megfelelő technológiai szintjét sikerült elérni, és kialakult a polimeráz láncreakció , amely lehetővé teszi a DNS-elemzést egyetlen sejtben.
1989-ben történt az első sikeres kísérlet a nem meghatározására egy hasítási stádiumban lévő embrióból (6-8 blastomer) vett blasztomer PCR-analízisével [3] . Az első sikeres szülés hasonló eljárást követően a recesszív X-hez kötött betegség kockázatának kitett pároknál 1990-ben történt [4] .
1990-ben egy monogén betegséget diagnosztizáltak a megtermékenyítés előtt, a technika magában foglalta a pete poláris testeinek PCR elemzését [5] .
A monogén betegség ( cisztás fibrózis ) preimplantációs PCR diagnózisa után 1992-ben született egy gyermek [6] .
Ezt követően az embrió nemének, valamint a kromoszóma-rendellenességek meghatározására a fluoreszcens in situ hibridizáció (FISH) módszerét kezdték alkalmazni. 2012 óta a kromoszóma-rendellenességek kimutatására szolgáló FISH módszert fokozatosan felváltotta az összehasonlító genomi hibridizáció. A PCR módszer továbbra is nélkülözhetetlen a monogén betegségek diagnosztizálásában.
A preimplantációs genetikai diagnózis (PGD) olyan párok számára javasolt, akik kromoszóma-átrendeződést vagy monogén betegséget hordozók . A monogén betegségek példái a cisztás fibrózis , a Tay-Sachs-kór , a sarlósejtes vérszegénység , a hemofília A, a Duchenne myodystrophia és még sokan mások.
Ezenkívül a PGD-t olyan pároknál végzik, akiknél fokozott a veleszületett anomáliák kockázata gyermekeknél, ami nem jár diagnosztizált mutációk hordozásával. Ilyen esetek azok a párok, ahol az anya 35 év feletti; ha az apa 39 év feletti; ha az apának súlyos spermatogenezis-zavarai vannak; rendszeres vetélésben szenvedő pároknál; ismétlődő sikertelen IVF-kísérletekkel rendelkező pároknál.
A veleszületett rendellenességekkel küzdő gyermekvállalás megnövekedett kockázata esetén a PGD-t kilenc kromoszómára végezzük, amelyek a leggyakoribb veleszületett betegségekhez kapcsolódnak. Ezek a 13-as kromoszóma ( Patau-szindróma ), a 15-ös kromoszóma ( Prader-Willi-szindróma ), a 16-os kromoszóma, a 17-es kromoszóma, a 18-as kromoszóma ( Edwards-szindróma ), a 21-es kromoszóma ( Down-szindróma ), a 22-kromoszóma ( macska pupilla-szindróma ), valamint a szex . X és Y kromoszómák (különféle numerikus anomáliák, beleértve a Shereshevsky-Turner- szindrómát és a Klinefelter-szindrómát ).
A PGD-t bizonyos esetekben végzik, amelyek nem kapcsolódnak a magzat esetleges genetikai patológiájához, az ilyen diagnózis célja bizonyos genetikai jellemzőkkel rendelkező gyermek születése. Ilyen esetek például a PGD, amelyet a Rhesus-konfliktus megelőzésére hajtanak végre .
Vannak esetek, amikor PGD-t végeznek egy vagy több sejten, amelyeket a beültetés előtti embriók biopsziájából vettek, hogy megvizsgálják a humán leukocita antigénekkel (HLA) való kompatibilitást. Az eljárás célja egy olyan terhesség megindítása, amelyben a magzat HLA-kompatibilis egy vérképző őssejt-transzplantációra szoruló, érintett testvérrel. [7] [8] Ilyen például az az eset, amikor egy HLA-kompatibilis donor született PGD-vel a Fanconi-vérszegénység sejtterápiájára egy probandban [9] . Ebben az esetben a Fanconi-féle vérszegénységet kizártuk, és kiválasztottuk a szükséges hisztokompatibilitás típust . Oroszországban egy 6,9 éves csontvelő-elégtelenségben szenvedő kislány klinikai esetét írták le, melynek kezelésére HLA-azonos egészséges donor született. A kezelés sikeres volt a recipiens számára és fájdalommentes a donor számára. [tíz]
A beültetés előtti diagnosztika csak az IVF kezelési cikluson belül lehetséges .
A hagyományos IVF-től eltérően, amelyben nagyszámú spermiumot adnak a petesejthez, a preimplantációs diagnózist megelőzően a megtermékenyítést intraplazmatikus spermiuminjekcióval ( ICSI ) végzik , vagyis a spermiumot „kézi” mikrosebészeti eszközökkel injektálják a petesejtbe. Az ICSI eljárásra azért van szükség, mert poláris testek vagy blasztomerek gyűjtése során fennáll annak a veszélye, hogy a megtermékenyítésben nem vett spermium genetikai anyaga az embriósejttel együtt kerül az elemzésbe.
A kezelési ciklusra és a PGD-vel végzett IVF kezelési ciklusra való felkészülés gyakorlatilag nem különbözik a szokásos IVF kezelési ciklustól:
Ha egy genetikai rendellenességet egy nőtől örökölnek, akkor az „egészséges” embriókat csak poláris testek vizsgálatával lehet kiválasztani, anélkül, hogy magát az embriót érintenék. Lehetőség van csak blastomerek tesztelésére is. Vagy poláris testek szekvenciális vizsgálata, majd blastomerek végezhetők.
A PGD tervezésekor egy genetikussal vagy egy speciálisan képzett PGD-tanácsadóval egyeztetve határozzák meg, hogy az egyes esetekben melyik PGD-sémát használják.
A meiózis első osztódása során az 1. rendű petesejtek osztódnak, ennek eredményeként a 2. rendű petesejtek és egy kis első redukciós test keletkezik (mindkét sejt haploid kromoszómakészlettel rendelkezik). A meiózis második osztódása során a petesejtek 2. rendű osztódása következtében egy tojás és egy második redukciós test keletkezik. Az első redukciós test néha szintén két egyforma kis sejtre oszlik. Az I. rendű petesejtek ezen átalakulásai eredményeként egy tojás és három redukciós test jön létre, ahol mind a tojás, mind a redukciós testek haploid kromoszómakészlettel rendelkeznek. Így a sarki testek vizsgálatával megállapítható, hogy a tojás örökölt-e genetikai hibát.A peték spermiumok általi megtermékenyítése után az embriológiai laboratórium körülményei között az embrió fejlődik - a sejtek osztódnak. A harmadik napon az embrió 6-8 blastomerből áll. A harmadik napon pedig biológiai anyagot vesznek a genetikai kutatáshoz - az úgynevezett "embrióbiopsziához", vagyis egy blastomer (és néha poláris testek) kinyeréséhez az embrióból speciális mikroeszközök segítségével. Az eljárás nem zavarja az embrió további fejlődését. Amíg a genetikai diagnózist végzik, az embriók megfelelő tápközegben tovább fejlődnek, amíg a fejlődés 5. napján át nem kerülnek a méhüregbe. Ekkorra az embriónak el kell érnie a blasztocisztás stádiumot.
A transzfer előtt az embriológus értékeli az embriók szerkezetét és alakját. A genetikai diagnózis eredményét összehasonlítják az embriók morfológiájával, és következtetést vonnak le arról, hogy mely embriók javasoltak a méhbe történő átvitelre. A legjobb morfológiai jellemzőkkel rendelkező, genetikai rendellenességek nélküli embriókat választják ki az átvitelre.
Az elemzés nagyon rövid időn belül megtörténik. A blasztomerek elemzésére mindössze 2 nap áll rendelkezésre, mivel az embrió a blastocisztás stádiumon (a megtermékenyítés utáni 5. napon) túl nem tudja továbbfejlődni az anya testén kívül, ezért a vizsgálatot ezen a rövid időn belül kell elvégezni.
Egy másik megközelítés a PGD kriociklusban történő végrehajtása. Ebben az esetben a biopsziát a fejlődés 5. napján végezzük, majd közvetlenül utána az embriókat mélyhűtésnek vetjük alá . A következő hónapban elvégzik a genetikai diagnózist, és a javasolt mutáció nélküli embriókat a következő ciklus során a méhbe juttatják. A szétválasztott ciklus gyakorlatának számos előnye van: kisebb a hiperstimuláció kockázata , több anyag és idő az elemzéshez, kevésbé traumás biopsziás eljárás az embrió számára. A kriociklus hátránya a stimuláció kezdetétől az embriótranszferig terjedő hosszabb idő [1] .
A fluoreszcens in situ hibridizáció (FISH) egy citogenetikai elemzési módszer, amelyet specifikus DNS-szekvenciák azonosítására és lokalizálására használnak a metafázisú kromoszómákon és az interfázisú magokban . Ez a módszer DNS-próbákat használ , amelyek korlátozott méretű nukleotidszekvenciák, amelyek komplementerek a nukleáris DNS egy meghatározott régiójával. A próba egy "címkét" hordoz, vagyis egy fluoroforhoz (fluoreszcenciára képes molekulához) kapcsolódó nukleotidokat tartalmaz. A hibridizációs eljárást követően a vizsgált citogenetikai preparátumon hibrid DNS próbamolekula és cél-DNS kialakulása esetén fluoreszcens mikroszkóp segítségével megfigyelhető a kromoszómákban vagy a sejtmagokban a specifikus DNS-szekvenciák fénye .
A polimeráz láncreakció egy bizonyos DNS-régió többszöri szelektív másolására épülő módszer enzimek segítségével mesterséges körülmények között ( in vitro ). Ebben az esetben csak az a terület kerül másolásra, amely megfelel a meghatározott feltételeknek, és csak akkor, ha az jelen van a vizsgált mintában.
A terhesség előtti diagnosztizálás képessége a PGD fő előnye. Egy ilyen diagnózis minimálisra csökkenti annak kockázatát, hogy a magzat fejlődését genetikai okok miatt meg kell szakítani. Ezenkívül az IVF-PGD ciklusban általában több embriót is nyernek, ami lehetővé teszi egy genetikai rendellenesség nélküli embrió kiválasztását. A PGD hátrányai az IVF kezelési ciklus szükségessége és a meglehetősen magas költségek. A PGD előnyei és a világ különböző klinikáin szerzett tapasztalatok azonban igazolják ennek a technológiának a hatékonyságát. Ma a PGD alternatív módszert kínál az örökletes patológiában szenvedő betegek számára a beteg magzattal történő terhesség és a genetikai betegségben szenvedő gyermek születésének kockázatának csökkentésére. Figyelembe kell venni, hogy a PGD nem helyettesítheti teljes mértékben a prenatális diagnózist. Az örökletes patológia súlyossága miatt, amelyet a PGD és a prenatális diagnózis során ellenőriznek, minden kutatási és megerősítő diagnosztikai módszert alkalmazni kell a genetikai hiba kizárása érdekében.
Kuliev, A., Rechitsky, S. és Simpson, JL (2020). Gyakorlati preimplantációs genetikai vizsgálat. Archiválva : 2020. július 12. a Wayback Machine Springer Nature-nél. Online ISBN 978-3-030-43157-0 Archivált 2020. július 12-én a Wayback Machine -nél