Что такое пгд эмбрионов
Преимплантационный генетический анализ эмбрионов
Исследование проводится в рамках применения программы вспомогательной репродукции у пар, которые имеют высокий риск передачи генетических патологий или появления хромосомных нарушений у потомства. В результате в полость матки переносятся только эмбрионы, не имеющие аномалий в генетическом статусе.
История преимплантационной генетической диагностики (ПГД)
В норме генетический материал человека закодирован в 44 аутосомных хромосомах. Полный хромосомный набор представлен 22 соматическими парами и одной половой парой (у мальчиков ХУ, а у девочек ХХ). Однако нередки ситуации, когда количество хромосом может уменьшиться или, наоборот, увеличиться в результате сбоя в процессе деления клеток. Это приводит либо к рождению детей с хромосомными синдромами и множественными пороками развития, либо к подсадке нежизнеспособного эмбриона (такая беременность прерывается в первом триместре), либо к отсутствию имплантации. Чтобы снизить подобные неудачи ЭКО до этапа переноса эмбриона в маточную полость, было предложено проводить преимплантационную генетическую диагностику. Чуть позже выяснилось, что с помощью такой технологии можно также избежать передачи моногенного заболевания, носителем которого может оказаться один из родителей. Подсаживаться будут только те эмбрионы, в структуре которых нет этого аллеля.
Интересно отметить, что идея проведения подобного исследования зародилась еще до эры вспомогательных репродуктивных технологий у человека. Произошло это в 1967 году, когда ученые провели забор материала кроличьих эмбрионов, чтобы определить пол еще до подсадки. В репродуктивной медицине человека проведение генетического тестирования стало возможно с 90-х годов XX столетия, и связано с более широким распространением ЭКО и изобретением метода полимеразной цепной реакции.
Сначала в 1989 году перед имплантацией определили пол будущего ребенка. Для родителей это было важно, т.к. Х-хромосома одного из супругов содержала дефектный ген, и риск рождения больного ребенка был высок. В 1990 году уже удалось идентифицировать эмбрионы с моногенными нарушениями, в частности это касалось муковисцидоза. Позже ПГД шагнула еще дальше, предоставив возможность лечить больного брата или сестру с помощью пересадки костного мозга, свободного от мутации и полностью совместимого по системе HLA.
Как передаются по наследству генетические заболевания
Генетические заболевания, в отличие от хромосомных, связаны с изменением структуры генетического кода, когда один или несколько его участков являются патологическими. Подобные нарушения могут затрагивать как соматические хромосомы, так и половые. Стоит отметить, что мутантный аллель может быть доминирующим, то есть его влияние в паре всегда превалирует, или рецессивным, то есть патологический признак не проявится, если будет здоровый доминант. Этим определяются типы наследования генетических заболеваний. Хромосомный набор в норме всегда парный. Поэтому возможны следующие варианты:
Наследственные заболевания связаны со структурными изменениями наследственной информации клеток человека. Вероятность передачи «поломки» зависит от конкретного типа патологии, т.к. разные виды по-разному наследуются.
Типы наследования могут быть следующими:
Отнесение болезни к той или иной группе позволяет генетику предположить, с какой вероятностью она проявится у потомства и составить оптимальный репродуктивный план для пары.
Доминантные заболевания
В случае доминантного наследования патологический признак превалирует над здоровым. Поэтому при его наличии (хоть в одной, хоть в 2 хромосомах) ребенок всегда болен. Здоровые дети не являются носителями мутантного аллеля.
По аутосомно-доминантному типу наследуются болезнь Марфана (поражение соединительной ткани), боковой амиотрофический склероз (поражение структур спинного мозга), нейрофиброматоз (из нервной ткани образуются опухоли), семейная гиперхолестеринемия и др.
Рецессивные заболевания
При рецессивном типе наследования заболевание проявляется только в том случае, если патологический участок присутствует одновременно в 2 хромосомах из пары. Здоровые дети от больных родителей могут быть как носителями патологического гена (одна из хромосом имеет повреждение), так и не иметь его в своем наборе (2 хромосомы в паре абсолютно нормальны).
Рецессивный тип передачи наследственного заболевания часто встречается при близкородственных браках. Основными представителями этой группы являются анемия Фанкони, лизосомные болезни накопления, фенилкетонурия, синдром Жильбера, наследственная тугоухость и другие.
Для генетики справедливо правило – если у двух здоровых родителей ребенок болен, то такой тип наследования считается рецессивным.
Х-сцепленные заболевания
Чаще всего в популяции встречаются Х-сцепленные заболевания, намного реже – У-сцепленные. В последнем случае патологический признак выявляется только у мужчин и передается по мужской линии всем сыновьям.
Х-сцепленное наследование может быть доминантным и рецессивным.
Возможные преимущества генетического анализа
Что значит ПГД эмбриона? Это высокотехнологичное исследование помогает решать сразу несколько важных задач, связанных с улучшением репродуктивных и медико-генетических исходов беременности. Благодаря генетическому анализу, удается достигать следующих целей:
В результате проведения ПГД снижается риск рождения больного ребенка, риск невынашивания и многоплодия, увеличиваются шансы на успешную имплантацию (в среднем на 10%) и на благополучное рождение ребенка (примерно на 15-20%).
Что дает ПГД эмбриона еще? Если брат или сестра от одних родителей имеют заболевание, связанное с мутацией, требующее пересадки костного мозга, и в базе данных подобрать совместимого донора не удается, то на помощь приходит ЭКО с преимплантационным скринингом. Что показывает ПГД в этом случае? Благодаря этому исследованию удается подобрать эмбрион, который не только не содержит мутации, но и полностью совместим по тканевым антигенам. Такое направление в терапии применяется в США и Европе уже более 15 лет, а в России с 2016 года, когда девочке с синдромом Шахванда-Даймонда пересадили здоровые стволовые клетки от ее родного брата, зачатого путем ЭКО.
Показания к преимплантационной генетической диагностике
Метод ПГД в первую очередь предназначен для выявления количественных нарушений в хромосомном наборе эмбриона, которые не являются летальными, но могут приводить к рождению ребенка с пороками развития. Это касается 13,18, 21-й пары аутосом и половых хромосом – Х- и У.
К тому же, некоторые хромосомные аномалии являются летальными, то есть несовместимыми с жизнью. Клинически это проявляется самопроизвольными выкидышами на ранних сроках беременности. Частота их по причине хромосомных аномалий в первом триместре доходит до 60%. Поэтому чтобы вам подсадили наиболее качественный эмбрион (без генетических поломок), и проводится ПГД.
Что показывает ПГД эмбриона еще? Это исследование позволяет также идентифицировать носительство конкретных мутантных аллелей и выбрать для подсадки здоровые эмбрионы, которые лишены патологического гена.
Таким образом, ПГД работает и в отношении выявления хромосомных синдромов, и в отношении генетических заболеваний.
Кому показано ПГД
Европейское общество репродуктологов и эмбриологов рекомендует проводить преимплантационный тест при наличии следующих показаний:
Помимо этого ПГД эмбриона при ЭКО рекомендуется женщинам со сниженным овариальным резервом. Уменьшение численности фолликулов в яичниках практически всегда ассоциировано с плохим качеством яйцеклеток, в которых увеличивается риск спонтанных мутаций. Поэтому чтобы подсадить в полость матки здоровый эмбрион, проводится преимплантационный скрининг. Это же исследование показано также парам, у которых в анамнезе были случаи пузырного заноса, неразвивающейся и биохимической (уровень ХГЧ был повышен, но дальше гестационный процесс прервался на очень раннем сроке) беременности.
Состояния, диагностируемые с помощью ПГД
Анализ ПГД эмбриона – что это? Данное исследование позволяет провести генетическое изучение эмбрионов на нулевые сутки, 3-и или 5-ые. С помощью этого теста выявляют различные хромосомные аномалии еще до подсадки эмбриона в полость матки для того, чтобы предотвратить рождение ребенка с генетическими отклонениями и наследственными заболеваниями.
ПГД эмбриона позволяет объективно диагностировать носительство конкретных генетических патологий. В свою очередь преимплантационный генетический скрининг в медицине репродукции направлен на выявление общих изменений количества хромосом (увеличение или уменьшение).
Условно все нарушения в строении генетического аппарата будущего ребенка можно разделить на 3 категории:
Заболевания, сцепленные с полом
Практически все заболевания, которые сцеплены с полом, наследуются через патологически измененную Х-хромосому. Поэтому женщины могут быть как больными, так и здоровыми носителями. Мужчины всегда проявляют заболевание. Патологии, сцепленные с полом, возникают при наличии мутаций в половых хромосомах родительских организмов и связаны с нарушением генетических процессов.
Наиболее распространенными патологиями этой группы являются:
Одиночные дефекты гена
Одиночные дефекты гена могут приводить к развитию моногенных заболеваний у потомства. Благодаря ПГД удается подсадить эмбрион, который не имеет соответствующей мутации. Так наследуются:
Хромосомные расстройства
Хромосомные заболевания не зависят от генетического аппарата родителей, а возникают при нарушениях расхождения хромосом в процессе мейотического деления.
Наиболее частые хромосомные заболевания, связанные с изменением численности хромосом, это:
Кандидаты для биопсии эмбриона и ПГД
Биопсия эмбриона и преимплантационное генетическое тестирование проводится в тех ситуациях, когда риск хромосомных и генных нарушений достаточно высок. В первую очередь это определяется возрастом родителей. Задуматься о возможных генетических поломках стоит женщинам старше 35 лет и мужчинам старше 40 лет. Помимо этого есть определенные клинические ситуации, когда повышена вероятность генетических нарушений. Последние могут быть причиной привычного невынашивания беременности, многократных неудачных попыток ЭКО. ПГД рекомендуется и в тех случаях, когда имеется мужское бесплодие, связанное с хромосомными аномалиями, или же кто-то из потенциальных родителей имеет доказанное носительство хромосомных перестроек, транслокаций, инверсий и других хромосомных патологий.
Пары с повторными неудачами ЭКО
Повторные неудачи ЭКО нередко связаны с наличием генетических аномалий у эмбриона/плода. Преимплантационная диагностика позволяет отбирать только здоровые эмбрионы. Это в разы повышает результативность цикла ЭКО, снижает вероятность рождения ребенка с хромосомными аномалиями, а также риск спонтанных прерываний беременности.
Используемые методы
Как делают ПГД эмбриона? Состояние будущего плода изучают в самые ранние сроки его развития. Материалом для исследования могут служить полярные тельца, бластомеры и клетки трофэктодермы. Оптимальным вариантом является исследование трофэктодермы, т.к. это самый малотравматичный вариант биопсии, а биопсийный материал, который получают на 5-е сутки, наиболее информативен. Генетику удается получить большее количество эмбриональных клеток, а значит, и большее количество копий ДНК. В рамках тестах изучается последовательность нуклеиновых кислот.
Раньше изучались единичные хромосомы. Как правило, те, в которых чаще всего встречаются проблемы. На сегодня микроматричная сравнительная геномная гибридизация позволяет исследовать все пары хромосом (как соматические, так и половые).
Репродуктивный центр «СМ-Клиника» располагает необходимым оборудованием и квалифицированными специалистами для проведения ПГД в соответствии с рекомендациями международного общества репродуктологов.
Предимплантационная диагностика
Содержание
ЭКО является не только высокоэффективным методом лечения бесплодия, но и вспомогательным методом диагностики многих наследственных заболеваний до наступления беременности.
ПГД — это проверка эмбриона, полученного с использованием экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) на наличие генетических аномалий до его имплантации в полость матки. В этом случае возможно отобрать здоровые эмбрионы еще до стадии переноса.
Настоящая технология применяется почти 30 лет, и с каждым годом ее востребованность растет вместе с увеличением количества женщин, желающих родить после 35 лет. Манипуляция выполняется только при ЭКО, не предоставляет угрозы для женщины и не влияет на будущую беременность. Во время естественного зачатия провести такое исследование невозможно, но как альтернативный метод проводят пренатальную диагностику.
Процедуру проводят не всем, только, когда известно, что родители либо болеют, либо носители моногенного заболевания. Таким образом, можно определить, унаследует ли ребенок хромосомные патологии от родителей или нет. У пар, страдающих бесплодием, проводят не тестирование, а скрининг, поэтому потребность в таком исследовании небольшая.
Обследование выполняется для исключения мутаций или несбалансированной хромосомной перестройки. Перенос недиагностированных бластоцист не проводится.
В настоящее время известно более 40 моногенных генетических заболеваний. Самые распространенные:
Типы ПГД
ПГС – преимплантационный генетический скрининг.
ПГТ – преимплантационное генетическое тестирование – то же самое, что и диагностика. Под диагностикой понимают анализ методом FISH по определенному числу хромосом, а под тестированием – методом CGH/NGS с диагностикой всех хромосомных пар.
Несколько типов ПГТ исследований:
ПГТ-А – анализ анеуплоидий выявляет лишние или недостающие хромосомы в клеточном ядре, то есть направлен на выбор бластоцист с нормальным количеством хромосом. Он позволяет быстрее получить желаемую беременность (повышает шансы до 70-75%) и избежать переноса анеуплоидов, например, с синдромом Дауна.
ПГТ-М – тестирование на наличие наследственных болезней. Диагностика проводится только на выявление конкретной патологии, поэтому необходима дополнительная диагностика родителей для уточнения, в каком участке гена могла произойти мутация. Данный тип исследования гарантирует отсутствие конкретного дефекта, но не дает гарантии на отсутствие других нарушений в геноме.
ПГТ – SR – тестирование на наличие специфических перестроек в их ДНК, которые так же могут приводить к разным заболеваниям и передаваться по наследству.
Показания к проведению
Преимплантационное обследование рекомендуется парам с рисками передачи известных хромосомных аномалий своим детям. Наличие показаний для осуществления ПГД первоначально определяет репродуктолог, а решение о целесообразности такого исследования принимает врач-генетик. Оно может быть проведено в протоколе экстракорпорального оплодотворения за свой счет. Противопоказаний к проведению нет.
Примерами распространенных заболеваний могут служить:
Делать ли ПГД?
Преимплантационное тестирование может потребоваться в следующих случаях:
По желанию пар можно сделать ПГД эмбриона на:
Супружеские пары, которые не могут забеременеть естественным путем, получают консультацию генетика. Специалист при необходимости назначает анализы с целью определения кариотипа и дает индивидуальные рекомендации относительно необходимости проведения ПГД перед переносом.
ПГД эмбриона цена
Биопсия
Криоконсервация, витрификация, хранение
Генетика
Техника проведения манипуляции
Предимплантационное обследование рекомендуется парам с рисками передачи известных хромосомных аномалий своим детям. Наличие показаний для осуществления ПГД первоначально определяет репродуктолог, а решение о целесообразности такого исследования принимает врач-генетик. Оно может быть проведено в протоколе экстракорпорального оплодотворения за свой счет. Противопоказаний к проведению нет.
С чего начинается ПГД?
Подготовка к лечебному циклу ЭКО с ПГД практически не отличается от обычного лечебного цикла ЭКО:
Сопутствующие риски и результаты исследования зависят от навыков и квалификации эмбриолога, проводящего биопсию. Такая процедура относится к высокотехнологичным и дорогим исследованиям. Поэтому предпочтительно сразу обращаться в крупные специализированные центры с возможностью проведения цитогенетического тестирования.
Результаты
По прошествии двух суток специалисты оценивают результаты и сопоставляют их с развитием соответствующего зародыша.
Если у него обнаружены отклонения, это означает обязательный отказ от переноса. В полость матки переносятся только те эмбрионы, у которых не было обнаружено патологий. Если исследование проводилось с цель рождения ребенка определенного пола (только по показаниям) или для предотвращения резус-конфликта, то подсаживаются соответствующие эмбрионы.
Схема ПГД применяется для конкретного случая своя. Если нарушение наследуется от женщины, то можно тестировать только полярные тельца. Можно также тестировать только бластомеры. Либо может проводиться последовательное изучение полярных телец, затем бластоцист. Какая именно схема будет применяться, определяется на консультации с врачом-генетиком.
Трофэктодерма: что это такое
В настоящее время предпочитают проводить биопсию трофэктодермы, а не забирать образцы еще не дифференцированной эмбриональной ткани. Такой подход позволяет увеличить жизнеспособность зародышей и минимизировать вред от манипуляции PGD.
Развитие эмбриона происходит по определенным закономерностям. После оплодотворения образуется зигота, которая начинает активно делиться, и количество зародышевых клеток растет в геометрической прогрессии. Продолжительность этого этапа до 3–4 суток. Затем происходит разделение клеток на 2 порции: наружную и внутреннюю. В толще эмбриональной клеточной массы формируется эксцентричная внутренняя полость – бластоцель, а достигшие этого этапа называются бластомерами. Трофэктодерма – наружный слой бластомера. Она является предшественником внезародышевых тканей, необходимых для нормальной имплантации эмбриона и последующего формирования плаценты. А внутренняя клеточная масса бластомера дает начало самому зародышу.
Внешний и внутренний листки бластоцисты имеют практически идентичный генный и хромосомный состав, поэтому информативность анализа трофэктодермы такая же высокая, как и при исследовании на более ранних этапах развития зародыша.
На какой день выполняют диагностику
На этапе подготовке к ЭКО у пар часто возникают вопросы: сколько делается ПГД и когда следует эмбриоперенос. Во многих клиниках, преимплантационная генетическая диагностика эмбрионов выполняется на 3 сутки. После оплодотворения яйцеклеток сперматозоидами в условиях эмбриологической лаборатории эмбрион развивается — клетки делятся. На третий день количество клеток достигает 6-8, что позволяет провести генетический анализ эмбриона без ущерба для дальнейшего развития зародыша.
В этот день происходит биопсия, то есть извлечение одного бластомера с помощью специальных микроинструментов. При стандартном протоколе без криоконсервации исследование выполняется за короткое время, так как эмбрион не может продолжать развиваться вне организма матери далее стадии бластоцисты (5-е сутки после оплодотворения). Пока выполняется генетическая диагностика, эмбрионы продолжают развиваться в соответствующей культуральной среде, после чего переносятся в полость матки на 5-е сутки развития. К этому времени эмбрион достигает стадии бластоцисты. Альтернативный подход – анализ ПГД в криоцикле. В этом случае биопсия производится на 5 день развития, а затем они подвергаются криоконсервации. Если в протоколе без верификации у эмбриологов остается не больше 48 часов для анализа, то в криоцикле специалист в течение месяца проводит генетическую диагностику.
Практика разобщённого цикла по сравнению со стандартным протоколом без криконсервации характеризуется: меньшим риском гиперстимуляции, большим количеством материала и временем для анализа, а также менее травматичной для эмбриона процедурой биопсии. В зависимости от вида протокола ЭКО специалисты индивидуально выбирают сроки проведения ПГС.
Используемые методы ПГД
У каждого метода свои преимущества и недостатки. Основные различия связаны с хромосомным числом, точностью результата и ценой процедуры.
При исследовании моногенных заболеваний применяются методы на основе ПЦР. Полимеразная цепная реакция многократно и избирательно копирует определенный геномный сегмент, который содержит ген для его дальнейшего исследования.
ПГД эмбриона: за и против
Преимущества
Сегодня такое обследование является альтернативным способом снижения вероятности беременности больным плодом и рождения ребёнка с генетическим заболеванием. Необходимо учитывать, что ПГД не может быть полной заменой пренатальной диагностики.
Преимущества тестирования:
Стоит подчеркнуть, что когда женщины, находящиеся в старшей возрастной группе (40+) принимают решение зачать ребенка с помощью ЭКО, то диагностика генетических нарушений является самым разумным подходом, позволяющим повысить шансы на здоровое потомство.
Риски
Основные недостатки методики:
— Возможность повреждения эмбриона при недостаточной квалификации врача (менее 1%).
— Получение ложноотрицательных и ложноположительных результатов при наличии у зародыша клеточного мозаицизма (состояние, при котором в организме присутствуют клетки с 2 и более вариантами кариотипа, при этом, чаще всего, один пул клеток содержит нормальный кариотип, а другие – «патологический»). При использовании современного цитогенетического теста такой риск существенно снижается (не более 10%).
— Длительность анализа ведет к откладыванию момента эмбриопереноса и использованию криоконсервации. Однако эмбриологи утверждают, что процедуру следует выполнять с последующей витрификацией. Это не только позволяет осуществить доскональное тестирование, но и осуществить перенос в естественном цикле, что значительно снизит нагрузку на женский организм и создает условия, максимально близкие к естественному оплодотворению.
— Высокая стоимость методики. Ее проведение ощутимо повышает стоимость протокола ЭКО.
— Необходимость прохождения лечебного цикла ЭКО при генетических заболеваниях родителей.
ПГД – это сложнейшая манипуляция по изъятию у бластомера нескольких клеток, которая должна быть проведена специалистом, прошедшим специальную подготовку и имеющим опыт осуществления таких исследований. Во всем мире возможность проведения такого обследования ограничивается стоимостью.
Цены в Санкт-Петербурге приблизительно одинаковы во всех клиниках, так как само тестирование выполняется ограниченным числом лабораторий, которые имеют необходимое оборудование и обученный персонал. Разница между клиниками в наличии эмбриологов, умеющих проводить биопсию бластомеров.