Vývoj PGS

PGS je praxe při biopsii buď z polární tělo zralý oocyt nebo z buněk odebraných z vyvíjejících se embryí a geneticky analýzy složení těchto buněk. Výsledky této genetické analýzy nasměrují embryologa při výběru embryí pro přenos dělohy. Protože PGS lze provádět pouze pomocí buněk získaných při biopsii embrya, je tato technologie možná pouze ve spojení s cyklem oplodnění in vitro (IVF). PGS je praxe hodnocení embryí pro chromozomální aneuploidii, přítomnost příliš mnoha nebo příliš málo chromozomů u chromozomálně normálních rodičů. V kontrastu, preimplantační genetika, diagnostika (PGD) je praxe hodnocení embryí pro specifické genetické abnormality, jako je srpkovitá nemoc nebo cystická fibróza, kde dopravce stav byl dokumentován v každém z rodičů.předpokládá se, že některé populace pacientů, včetně párů s pokročilým věkem matky, opakovaným potratem, opakovaným selháním implantace a závažným mužským faktorem, mají predispozici k produkci aneuploidních embryí.3,6,7 mnozí navrhli, že tyto populace pacientů mohou mít prospěch z PGS.3,7 indikace pro použití PGS v mnoha centrech se však neustále rozšiřují.3 Jak uvádí Evropská Společnost Lidské Reprodukce a Embryologie (ESHRE), za posledních 10 let, 61% všech preimplantační genetické testovací cykly byly provedeny pro PGS.8 tento článek se zaměří výhradně na klinické aplikace spojené s PGS spíše než PGD.

PGS, na rozdíl od PGD, byla a stále je kontroverzní technologií. Nedávné studie naznačují, že více než 60% -90% všech potratů v prvním trimestru může být výsledkem chromozomální aneuploidie.3 protože tolik časných potratů je způsobeno aneuploidií, zdá se, že PGS je přiměřeným zásahem ke zlepšení účinnosti, s jakou jsou euploidní (chromozomálně normální) embrya vybrána pro přenos dělohy v cyklech IVF. Klasické studie uvádějí, že potraty způsobené aneuploidií jsou neúměrně soustředěny na vybrané chromozomy.9,10 tyto údaje jsou založeny na karyotypové analýze neúspěšných těhotenství, která se vyvinula dostatečně daleko, aby měla tkáň k dispozici pro genetickou analýzu.9,10 Proto, kliniky provedení PGS v prvních dnech technologie zaměřené na zjištění aneuploidie na vybrat pouze chromozomů pomocí fluorescence in situ hybridizace (FISH), která obvykle hodnotí mezi 5-14 chromozomů, spíše než všech 23 chromozomů.11,12 biopsie PGS byla tradičně prováděna výhradně po přibližně 3 dnech embryonálního vývoje po oplodnění.11,12 počáteční data používající PGS v souvislosti s biopsií fáze štěpení s rybami ukázala slibné výsledky a vyvolala mnoho vzrušení pro tuto novou technologii.3,13–15 Bohužel výsledky z tohoto přístupu se nepodařilo vést ke zlepšení v klinických těhotenství sazby a tento nedostatek účinnost byla široce odkazoval následující mezník papíru Mastenbroek v New England Journal of Medicine.16 následně podobné dokumenty vyvolaly další pochybnosti o výhodách PGS a prohlášení o postavení velkých lékařských společností formálně odrazovala od jeho použití.17-19

Další výzkum však objasnil několik biologických omezení, která by mohla vysvětlit předchozí nedostatky klinicky aplikovaného PGS. Praxe polární tělo biopsii k určení genetické složení oplodněného oocytu je běžně využívána metoda pro provádění preimplantační genetické testování.3,8,20 kritickou složkou vývoje oocytů je meiotické dělení, ve kterém je haploidní soubor nevyužité mateřské DNA marginalizován do toho, co se nazývá polární tělo.3,8 genetické hodnocení tohoto polárního těla bylo zpočátku docela populární, protože tento proces získal diagnózu bez narušení vyvíjejícího se embrya a mohl být proveden před oplodněním.3 tento přístup však není schopen detekovat otcovsky odvozené genetické chyby nebo jakékoli chyby zavedené po nebo během oplodnění. Vzhledem k těmto omezením se biopsie polárního těla nyní provádí hlavně v zemích, kde přísná legislativa omezuje praxi biopsie embrya.3,21

pgs využívající biopsované buňky z vyvíjejících se embryí však také představuje výzvy. Studie opakovaně dokumentovaly, že embrya ve 3. den vývoje mají vysokou úroveň mozaiky.22,23 mozaika je stav, ve kterém se jediné vyvíjející se embryo skládá z více než jedné odlišné genetické buněčné linie. Jinými slovy, mozaiková embrya mohou mít euploidní (normální) a aneuploidní (abnormální) buněčné linie v rámci jednoho embrya. Studie hodnotící tento jev k závěru, že většina všech embryí může být mozaika na den 3 vývoje.22-24 Proto, biopsie provádí v den 3 vývoje může vést k výsledku, který není reprezentativní pro celé embryo.3 ukázalo se, že mozaika existuje také v den 5 vývoje embrya.25 nedávné údaje však naznačují, že mozaika může být do 5. dne vývoje mnohem snížena.3,26

dalším omezením tradičně prováděných PGS bylo použití ryb pro stanovení chromozomálních abnormalit. Ryby obvykle hodnotí mezi 5-14 spíše než všech 23 párů chromozomů.27 nedávné studie ukázaly, že embryonální aneuploidie se vyskytuje v klinicky významných množstvích ve všech 23 párech chromozomů.28 proto ryby nejsou schopny diagnostikovat mnoho chromozomálních abnormalit, které se běžně vyskytují u vývojových embryí.

Realizace těchto dvou zásadních omezení, která vedla mnohé genetické laboratoře nabízejí PGS pomocí technologie vyhodnocení chromozomální stav všech 23 chromozomů pomocí embryonální biopsii provádí ve stádiu blastocyst, obvykle dosaženo tím, že dne 5 nebo 6 vývoj. Bylo hlášeno, že míra klinického těhotenství používající tento přístup je výrazně lepší než tradiční přístup k provádění PGS.29,30 například, nedávné studie hodnotící více než 4500 embryí pomocí 23 chromozomu pár stanovení našel klinických těhotenství sazby u žen, které trpí rekurentní těhotenské ztráty (RPL) a výrazně zlepšit by se nad podobné studie s použitím RYBY PGS.29 kromě toho, těhotenství sazby se dále zlepšila, když 23 chromozomů hodnocení PGS byla provedena na blastocysty fázi embrya (den 5/6 vývoje), ve srovnání s, když byla provedena biopsie na embrya v den 3 vývoje. 29,31,32 podobné výsledky byly hlášeny konzistentně mnoha klinikami ve Spojených státech a po celém světě.31,32 to vyvolalo obnovený zájem o PGS, i když stále zbývá určit, zda je PGS účinnou technologií a které populace pacientů jsou nejlépe obsluhovány PGS.

Hodnocení všech 23 chromozomů v rámci PGS má vlastní složitosti, které potenciálně mohou ohrozit integritu dat, pokud není správně provedena. Existuje několik přístupů, které se používají k provedení hodnocení párů chromozomů 23. Dvě modality, které se dnes nejčastěji používají, využívají technologii microarray, a to buď pomocí jednonukleotidového polymorfismu (SNP) nebo technologie srovnávací genomové hybridizace (CGH).3 Obě tyto technologie se spoléhají na získání embryonálních DNA, štěpení a pak zesilovat DNA, a hodnocení této amplifikovaného produktu pomocí microarrays. Tento proces amplifikace je potenciálním zdrojem chyb, protože selhání amplifikace celého produktu embryonální DNA by mohlo vést k falešnému výsledku. Navíc, protože DNA produkt byl původně zesilován je přijata pouze od 1 do několika buněk, případné vnější kontaminace DNA může produkovat rušivé výsledek.

SNP pole přímo vyhodnocují stav ploidy pomocí hustého pole přibližně 300 000 genetických markerů.Naproti tomu pole 3 CGH vyhodnotí mnohem méně genetických markerů a porovnají tento výsledek se známým normálním vzorkem DNA.3 každá z těchto microarray platforem má výhody a nevýhody. Údajné výhodou SNP arrays je jejich schopnost detekovat relativně malá genetická duplikace nebo delece, i když hodnota této informace je, že v současné době, obecně nejasný. Výhodou CGH polí je, že mohou být provedeny v 12-16 hodin, na rozdíl od několika dnů pro většinu SNP polí.