La evolución de PGS

PGS es la práctica de tomar una biopsia del cuerpo polar de un ovocito maduro o de células tomadas de embriones en desarrollo y analizar genéticamente la composición de estas células. Los resultados de este análisis genético dirigen al embriólogo a elegir embriones para transferencia uterina. Debido a que las GPS solo se pueden realizar utilizando células obtenidas en la biopsia embrionaria, esta tecnología solo es posible en combinación con un ciclo de fertilización in vitro (FIV). PGS es la práctica de evaluar embriones para la aneuploidía cromosómica, la presencia de demasiados o muy pocos cromosomas, en padres cromosómicamente normales. Por el contrario, el diagnóstico genético preimplantacional (DGP) es la práctica de evaluar embriones para detectar anomalías genéticas específicas, como la anemia falciforme o la fibrosis quística, donde se ha documentado el estado de portador en cada uno de los padres.

Se cree que ciertas poblaciones de pacientes, incluidas las parejas con edad materna avanzada, aborto espontáneo recurrente, fallo de implantación repetido y factor masculino grave, tienen una predisposición para producir embriones aneuploides.3,6,7 Muchos han sugerido que estas poblaciones de pacientes pueden beneficiarse de PGS.3,7 Sin embargo, las indicaciones para el uso de PGS en muchos centros se están expandiendo constantemente.3 Según lo informado por la Sociedad Europea de Reproducción Humana y Embriología (ESHRE), en los últimos 10 años, el 61% de todos los ciclos de pruebas genéticas preimplantacionales se realizaron para PGS.8 Este artículo se centrará exclusivamente en las aplicaciones clínicas asociadas con el PGS en lugar de DGP.

PGS, a diferencia de PGD, ha sido y sigue siendo una tecnología controvertida. Estudios recientes indican que más del 60% -90% de todos los abortos espontáneos del primer trimestre pueden ser el resultado de aneuploidía cromosómica.3 Debido a que muchos abortos espontáneos tempranos se deben a aneuploidía, el PGS parece ser una intervención razonable para mejorar la eficiencia con la que se seleccionan embriones euploides (cromosómicamente normales) para transferencia uterina en ciclos de FIV. Los estudios clásicos han informado que los abortos espontáneos causados por aneuploidía se concentran desproporcionadamente en cromosomas seleccionados.9,10 Estos datos se basan en el análisis de cariotipos de embarazos fallidos que se desarrollaron lo suficiente como para tener tejido disponible para el análisis genético.9,10 En consecuencia, las clínicas que realizaban PGS en los primeros días de la tecnología se centraron en detectar aneuploidía solo en cromosomas seleccionados mediante hibridación fluorescente in situ (FISH), que típicamente evalúa entre 5-14 pares de cromosomas en lugar de los 23 pares de cromosomas.11,12 Tradicionalmente, la biopsia PGS se realizaba exclusivamente a los 3 días aproximadamente de desarrollo embrionario después de la fertilización.11,12 Los datos iniciales que utilizaron PGS en el contexto de la biopsia de la etapa de escisión con PECES mostraron resultados prometedores y generaron mucho entusiasmo por esta nueva tecnología.3,13-15 Desafortunadamente, los resultados de este enfoque no lograron mejorar las tasas clínicas de embarazo y esta falta de eficacia fue ampliamente referenciada siguiendo un artículo histórico de Mastenbroek en el New England Journal of Medicine.16 Posteriormente, documentos similares arrojaron más dudas sobre los beneficios de los GPS y las declaraciones de posición de las principales sociedades médicas desalentaron formalmente su uso.17-19

Sin embargo, otras investigaciones aclararon varias limitaciones biológicas que podrían explicar las deficiencias previas de los GPS aplicados clínicamente. La práctica de la biopsia del cuerpo polar para determinar la composición genética de un ovocito fertilizado es una modalidad comúnmente utilizada para realizar pruebas genéticas preimplantacionales.3,8,20 Un componente crítico del desarrollo de ovocitos es la división meiótica en la que un conjunto haploide de ADN materno no utilizado se margina en lo que se denomina un cuerpo polar.3,8 La evaluación genética de este cuerpo polar fue inicialmente bastante popular, ya que este proceso obtenía un diagnóstico sin perturbar el desarrollo del embrión y podía realizarse antes de la fertilización.3 Sin embargo, este enfoque es incapaz de detectar errores genéticos de origen paterno, o cualquier error introducido después o durante la fertilización. Debido a estas limitaciones, la biopsia de cuerpo polar se realiza principalmente en países donde la legislación estricta limita la práctica de la biopsia embrionaria.3,21

Sin embargo, los GPS que utilizan células biopsiadas de embriones en desarrollo también presentan desafíos. Los estudios han documentado repetidamente que los embriones en el día 3 de desarrollo tienen altos niveles de mosaicismo.22,23 El mosaicismo es una condición en la que un solo embrión en desarrollo está compuesto por más de una línea celular genética distinta. En otras palabras, los embriones en mosaico pueden tener líneas celulares euploides (normales) y aneuploides (anormales) dentro de un solo embrión. Los estudios que evalúan este fenómeno han concluido que la mayoría de todos los embriones pueden ser mosaicos en el día 3 de desarrollo.22-24 En consecuencia, una biopsia realizada en el día 3 de desarrollo puede producir un resultado que no es representativo de todo el embrión.3 Se ha demostrado que el mosaicismo también existe en el día 5 del desarrollo embrionario.25 Sin embargo, datos recientes sugieren que el mosaicismo puede reducirse mucho para el día 5 de desarrollo.3,26

Otra limitación de las GPS realizadas tradicionalmente fue el uso de FISH para la determinación de anomalías cromosómicas. FISH típicamente evalúa entre 5 y 14 pares de cromosomas en lugar de los 23 pares de cromosomas.27 Estudios recientes han indicado que la aneuploidía embrionaria ocurre en cantidades clínicamente significativas en los 23 pares de cromosomas.28 Por lo tanto, el FISH es incapaz de diagnosticar muchas de las anomalías cromosómicas que se encuentran comúnmente en los embriones en desarrollo.

La comprensión de estas dos limitaciones principales ha llevado a muchos laboratorios genéticos a ofrecer GPS utilizando tecnologías que evalúan el estado cromosómico de los 23 pares de cromosomas utilizando una biopsia embrionaria realizada en la etapa de blastocisto, que generalmente se alcanza el día 5 o 6 de desarrollo. Se ha informado que las tasas de embarazo clínico que utilizan este enfoque son marcadamente superiores al enfoque tradicional de realizar PGS.29,30 Por ejemplo, un estudio reciente que evaluó más de 4,500 embriones utilizando determinaciones de 23 pares de cromosomas encontró que las tasas de embarazo clínico en mujeres que sufren de pérdida de embarazo recurrente (RPL, por sus siglas en inglés) mejoraron significativamente que estudios similares que usaron PGS de FISH.29 Además, las tasas de embarazo mejoraron aún más cuando se realizaron 23 evaluaciones cromosómicas PGS en embriones en estadio de blastocisto (día 5/6 de desarrollo) en comparación con cuando se realizó la biopsia en embriones en el día 3 de desarrollo. 29,31,32 Resultados similares han sido reportados consistentemente por muchas clínicas en los Estados Unidos y alrededor del mundo.31,32 Esto ha generado un renovado interés en los GPS, aunque aún queda por determinar si los GPS son una tecnología eficaz y qué poblaciones de pacientes son las más atendidas por los GPS.

La evaluación de los 23 cromosomas en el contexto de PGS posee complejidades inherentes que potencialmente pueden comprometer la integridad de los datos si no se realiza correctamente. Hay múltiples enfoques que se utilizan para realizar la evaluación de 23 pares de cromosomas. Las dos modalidades que se usan más comúnmente en la actualidad utilizan la tecnología de microarray, ya sea mediante el polimorfismo de nucleótido único (SNP) o la tecnología de hibridación genómica comparativa (CGH).3 Ambas tecnologías se basan en la obtención de ADN embrionario, la fragmentación y luego la amplificación de este ADN, y la evaluación de este producto amplificado mediante microarrays. Este proceso de amplificación es una fuente potencial de error, ya que la falta de amplificación de todo el producto de ADN embrionario podría producir un resultado falso. Además, debido a que el producto de ADN que se amplifica inicialmente se toma de solo 1 a varias células, cualquier contaminación externa de ADN puede producir un resultado falso.

Las matrices SNP evalúan directamente el estado de ploidía utilizando una matriz densa de aproximadamente 300.000 marcadores genéticos.3 matrices CGH, por el contrario, evalúan muchos menos marcadores genéticos y comparan este resultado con una muestra de ADN normal conocida.3 Cada una de estas plataformas de microarray tiene ventajas y desventajas. Una supuesta ventaja de las matrices SNP es su capacidad para detectar duplicaciones o eliminaciones genéticas relativamente pequeñas, aunque el valor de esta información es, en la actualidad, generalmente poco claro. Una ventaja de los arrays CGH es que pueden realizarse en 12-16 horas en lugar de varios días para la mayoría de los arrays SNP.