Онлайн мнение
+7 495 975 78 89
Заказать звонок

Преимплантационный генетический анализ эмбрионов


Автор статьи Меликян Люся Петросовна Генетик

Изображение

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.

ПГД – это реально работающий  метод , позволяющий снизить риски спонтанных абортов и способствующий уменьшению неудачных попыток  ЭКО.

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:

  • пара определенного генетического не имеет никаких мутаций – ребенок здоров;
  • пара содержит один мутантный аллель, но он рецессивный, а доминантный аллель здоровый – заболевания нет, но ребенок является носителем патологии (может передавать ее потомству);
  • пара содержит 2 мутантных аллеля и оба рецессивные – заболевание проявится;
  • пара содержит 1 мутантный аллель доминантного типа – заболевание проявится, даже если рецессивный аллель здоровый;
  • пара содержит 2 мутантных аллеля доминантного типа – генетическая патология проявится.

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:

  • аутосомно-доминантные;
  • аутосомно-рецессивные;
  • Х-сцепленные доминантные;
  • Х-сцепленные рецессивные;
  • У-сцепленные (голандрические) – на У-хромосоме в целом мало генов, поэтому такие заболевания редкие и практически не передаются потомству, т.к. в большинстве случаев такие мужчины стерильны (гены У-хромосомы отвечают за сперматогенез и развитие яичек);
  • митохондриальные – наследуются только по материнской линии (если мать больна, то будут больны все дети). Для выявления митохондриальных болезней обследование должна пройти женщина до зачатия с помощью секвенирования митохондриальной ДНК. Это выходит за рамки ПГД.

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.

  • В случае доминантного Х-сцепленного наследования от матери пораженная Х-хромосома передается как сыновьям, так и дочерям. Отцы с мутантной Х-хромосомой передают ее только дочерям (сыновья здоровы, т.к. нормальную Х-хромосому наследуют от матери). По таком механизму передается пигментный дерматоз, гипоплазия зубной эмали, устойчивый к витамину Д рахит.
  • Х-сцепленное рецессивное наследование приводит к тому, что у сына проявляется заболевание. Если же передается дочери больная Х-хромосома, то ребенок, как правило, здоров (болезнь развивается только, если и вторая хромосома от отца тоже повреждена). По такому типу передаются гемофилия, глазной альбинизм, куриная слепота, дальтонизм, миодистрофия Дюшена.

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:

  • уменьшать число неэффективных переносов;
  • уменьшать вероятность спонтанного прерывания беременности;
  • повышать шансы успешной беременности у женщин из групп повышенного генетического риска;
  • предотвращать передачу по наследству генетически обусловленных заболеваний;
  • уменьшить риск хромосомной патологии у новорожденных;
  • снизить риск резус-конфликта.

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.

Стоит отметить, что риск генетических нарушений у плода возрастает с увеличением возраста матери. Так, Всемирная организация здравоохранения приводит такие данные статистики. Вероятность рождения ребенка с трисомией (состояние, когда вместо 2 одинаковых хромосом, имеется 3) у женщины в возрасте до 30 лет составляет 1 случай на 385 беременностей, в возрасте 40 лет – 1 случай на 63 беременности и возрасте 45+ - 1 случай на 19 беременностей. А женщины, которые вступают в программу ЭКО, зачастую перешагнули рубеж в 35-40 лет.

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:

  • у пары в анамнезе 1 или несколько беременностей, которые самостоятельно прервались;
  • 2 и более попытки искусственного оплодотворения, которые закончились неудачей;
  • возрастная категория женщины 35+;
  • наличие подтвержденного мужского фактора бесплодия;
  • наличие беременностей с объективно подтвержденной хромосомной патологией плода;
  • мужчина и/или женщина из пары – носители структурных хромосомных перестроек (выявлено с помощью соответствующего генетического анализа).

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:

  • хромосомные изменения;
  • генетические мутации, которые затрагивают один или несколько генов;
  • спонтанное возникновение мутаций в половых клетках (родители здоровы, а проблема появляется впервые у ребенка).

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:

  • гемофилия;
  • дальтонизм;
  • фосфат-диабет;
  • мышечная дистрофия Дюшена, Леша-Найхана и другие.

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:

  • муковисцидоз – заболевание, при котором образуется густой секрет, приводящий к закупорке выводных протоков желез (чаще поражаются легкие, бронхи, поджелудочная железа);
  • несиндромальная нейросенсорная тугоухость – снижение слуха вследствие повреждения нервных рецепторов внутреннего уха;
  • наследственные миопатии – слабость мышц, связанная с нарушением их развития или нарушением иннервации, приводящая к обездвиженности.

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:

  • синдром Эдвардса – есть лишняя хромосома в 18-й паре;
  • синдром Патау – дополнительная хромосома в 13-й паре;
  • синдром Дауна – третья хромосома в 21-й паре;
  • синдром «кошачьих зрачков» - дополнительная копия определенного участка на  22-й хромосоме .

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.

Центр ЭКО в цифрах

Полезная информация по коррекции и восстановлению мужского и женского репродуктивного здоровья

до 99,9%

снижаем риск рождения детей с хромосомными аномалиями

47%

результативность ЭКО в нашей клинике

47%

пациентов приходят к нам по рекомендации друзей