pgs: n kehitys

PGS on käytäntö ottaa koepala joko kypsän munasolun polaarisesta kehosta tai kehittyvistä alkioista otetuista soluista ja analysoida näiden solujen koostumusta geneettisesti. Tämän geneettisen analyysin tulokset ohjaavat embryologistia valitsemaan alkioita kohdunsiirtoa varten. Koska PGS voidaan suorittaa vain soluilla saatu alkio biopsia, tämä tekniikka on mahdollista vain yhdessä koeputkihedelmöitys (IVF) sykli. PGS on käytäntö arvioida alkioiden kromosomaalinen aneuploidia, läsnäolo joko liian monta tai liian vähän kromosomeja, kromosomaalisesti normaaleilla vanhemmilla. Sitä vastoin preimplantaatiogeneettinen diagnoosi (preimplantation genetic diagnosis, PGD) on käytäntö, jossa alkioita arvioidaan tiettyjen geneettisten poikkeavuuksien, kuten sirppisolusairauden tai kystisen fibroosin, varalta, kun kantajatilanne on dokumentoitu kummassakin vanhemmassa.

joillakin potilasryhmillä, mukaan lukien pariskunnat, joilla on äidin korkea ikä, toistuva keskenmeno, toistuva implantaatiohäiriö ja vaikea miespuolinen tekijä, arvellaan olevan taipumus tuottaa aneuploidisia alkioita.3,6,7 monet ovat esittäneet, että nämä potilasryhmät voivat hyötyä PGS: stä.3,7 kuitenkin käyttöaiheet PGS: n käyttöön monissa keskuksissa laajenevat jatkuvasti.3 kuten European Society of Human Reproduction and Embryology (ESHRE) on raportoinut, viimeisten 10 vuoden aikana 61 prosenttia kaikista preimplantaatiota edeltävistä geneettisistä testisykleistä on tehty PGS: lle.8 tässä asiakirjassa keskitytään yksinomaan PGS: ään eikä PGD: hen liittyviin kliinisiin sovelluksiin.

PGS, toisin kuin PGD, on ollut ja on edelleen kiistanalainen tekniikka. Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että yli 60% -90% kaikista ensimmäisen raskauskolmanneksen keskenmenoista voi olla seurausta kromosomaalisesta aneuploidiasta.3 koska niin monet varhaiset keskenmenot johtuvat aneuploidiasta, PGS vaikuttaa järkevältä toimenpiteeltä parantaa tehokkuutta, jolla EUPLOIDISET (kromosomaalisesti normaalit) alkiot valitaan KOHDUNSIIRTOON IVF-sykleissä. Klassiset tutkimukset ovat kertoneet, että aneuploidian aiheuttamat keskenmenot keskittyvät suhteettoman paljon valikoituihin kromosomeihin.9,10 nämä tiedot perustuvat karyotyyppianalyysiin epäonnistuneista raskauksista, jotka kehittyivät niin pitkälle, että kudosta oli saatavilla geneettistä analyysiä varten.9,10 tekniikan alkuaikoina PGS: ää suorittaneet klinikat keskittyivät aneuploidian havaitsemiseen vain valikoiduilla kromosomeilla fluoresenssi in situ-hybridisaatiolla (FISH), jossa tyypillisesti arvioidaan 5-14 kromosomiparin eikä Kaikkien 23 kromosomiparin välillä.11,12 perinteisesti pgs-biopsia on tehty yksinomaan noin 3 päivän alkionkehityksen jälkeen hedelmöityksen jälkeen.11,12 alustavat tiedot, joissa käytettiin PGS: ää pilkkoutumisvaiheen biopsian yhteydessä kaloilla, osoittivat lupaavia tuloksia ja herättivät paljon innostusta tätä uutta tekniikkaa kohtaan.3,13-15 valitettavasti tämän lähestymistavan tulokset eivät johtaneet kliinisten raskauksien määrän paranemiseen, ja tämä tehon puute viitattiin laajalti mastenbroekin New England Journal of Medicine-lehdessä tekemän virstanpylvään jälkeen.16 myöhemmin, samanlaisia papereita heittää edelleen epäilyksen etuja PGS ja kannanotot suurten lääketieteellisten yhdistysten virallisesti lannisti sen käyttöä.17-19

jatkotutkimuksissa kuitenkin selvitettiin useita biologisia rajoituksia, jotka voivat selittää kliinisesti käytetyn PGS: n aikaisemmat puutteet. Käytäntö polar kehon biopsia määrittää geneettisen koostumuksen hedelmöittyneen munasolun on yleisesti käytetty modaliteetti suorittaa preimplantaatio geneettinen testaus.3, 8, 20 munasolujen kehityksen kriittinen osa on meioottinen jakautuminen, jossa haploidinen joukko käyttämätöntä äidin DNA: ta marginalisoituu niin sanottuun polaariseen kehoon.3,8 tämän polaariruumiin Geeniarviointi oli aluksi varsin suosittu, sillä tällä menetelmällä saatiin diagnoosi kehittyvää alkiota häiritsemättä ja se voitiin tehdä ennen hedelmöitystä.3 tällä lähestymistavalla ei kuitenkaan pystytä havaitsemaan paternaalisesti johdettuja geenivirheitä tai hedelmöityksen jälkeen tai sen aikana syntyneitä virheitä. Näiden rajoitusten vuoksi polaariruumiin koepala tehdään nykyisin pääasiassa maissa, joissa tiukka lainsäädäntö rajoittaa alkiobiopsian tekemistä.3,21

kuitenkin pgs, jossa käytetään kehittyvien alkioiden biopsioituja soluja, aiheuttaa myös haasteita. Tutkimukset ovat toistuvasti osoittaneet, että alkioilla on kehityksen 3. päivänä paljon mosaiikkia.22,23 mosaiikki on tila, jossa yksi kehittyvä alkio koostuu useammasta kuin yhdestä erillisestä geneettisestä solulinjasta. Toisin sanoen mosaiikkialkioilla voi olla euploidisia (normaaleja) ja aneuploidisia (poikkeavia) solulinjoja yhden alkion sisällä. Tätä ilmiötä arvioivissa tutkimuksissa on päätelty, että suurin osa kaikista alkioista voi olla mosaiikkia kehityspäivänä 3.22-24 niinpä kehityskauden 3.päivänä tehty koepala voi tuottaa tuloksen, joka ei edusta koko alkiota.3 mosaiikkia on osoitettu esiintyvän myös alkionkehityksen 5.päivänä.25 viimeaikaiset tiedot kuitenkin viittaavat siihen, että mosaiikkisuus saattaa vähentyä huomattavasti kehityksen päivään 5 mennessä.3,26

toinen perinteisesti suoritetun PGS: n rajoitus oli kalojen käyttö kromosomipoikkeavuuksien määrittämiseen. Kaloja arvioidaan tyypillisesti 5-14 eikä kaikkia 23 kromosomiparia.27 viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että alkion aneuploidiaa esiintyy kliinisesti merkittäviä määriä Kaikissa 23 kromosomiparissa.28 siksi kala ei kykene diagnosoimaan monia kehittyvissä alkioissa yleisesti esiintyviä kromosomipoikkeavuuksia.

näiden kahden pääasiallisen rajoituksen toteutuminen on johtanut siihen, että monet geneettiset laboratoriot ovat tarjonneet PGS-menetelmää, jossa Kaikkien 23 kromosomiparin kromosomitilannetta arvioidaan alkion biopsialla, joka tehdään blastokystavaiheessa, tyypillisesti 5.tai 6. kehityspäivänä. Kliinisten raskauksien määrän on raportoitu olevan tällä menetelmällä selvästi parempi kuin perinteisellä PGS-menetelmällä.29,30 esimerkiksi tuoreessa tutkimuksessa, jossa arvioitiin yli 4 500 alkiota 23 kromosomiparin määrityksellä, havaittiin, että toistuvasta raskaudenmenetyksestä (RPL) kärsivien naisten kliiniset raskausmäärät paranivat merkittävästi verrattuna samankaltaisiin FISH PGS-tutkimuksiin.29 lisäksi raskauksien määrä parani entisestään, kun blastokystavaiheen alkioille (kehityspäivä 5/6) tehtiin 23 kromosomitutkimusta verrattuna siihen, kun koepala tehtiin alkioille kehityspäivänä 3. 29,31,32 samanlaisia tuloksia on raportoitu johdonmukaisesti monet klinikat Yhdysvalloissa ja ympäri maailmaa.31,32 tämä on herättänyt uudelleen kiinnostusta PGS: ää kohtaan, vaikka on vielä selvitettävä, onko PGS tehokas tekniikka ja mitä potilasryhmiä PGS parhaiten palvelee.

Kaikkien 23 kromosomin arviointi PGS: n yhteydessä sisältää luontaisia monimutkaisuuksia, jotka saattavat vaarantaa tietojen eheyden, jos niitä ei suoriteta asianmukaisesti. On olemassa useita lähestymistapoja, joita käytetään suorittamaan 23 kromosomiparin arviointi. Nykyisin yleisimmin käytetyt kaksi modaliteettia hyödyntävät mikroarray-teknologiaa, joko yhden nukleotidin polymorfismin (SNP) tai vertailevan genomisen hybridisaation (CGH) teknologian avulla.3 molemmat tekniikat perustuvat alkion DNA: n hankkimiseen, tämän DNA: n pirstoutumiseen ja sen jälkeen sen vahvistamiseen sekä tämän monistetun tuotteen arviointiin mikrorakenteiden avulla. Tämä monistumisprosessi on mahdollinen virhelähde, sillä jos koko alkion DNA-tuotetta ei vahvisteta, tuloksena voi olla väärä tulos. Lisäksi koska DNA-tuote, jota aluksi monistetaan, otetaan vain yhdestä solusta useisiin soluihin, mikä tahansa ulkoinen DNA-kontaminaatio voi tuottaa väärän tuloksen.

SNP-ryhmät arvioivat suoraan ploidian tilan käyttäen tiheää noin 300 000 geneettisen markkerin joukkoa.3 CGH-ryhmät sen sijaan arvioivat paljon vähemmän geneettisiä markkereita ja vertaavat tätä tulosta tunnettuun normaaliin DNA-näytteeseen.3 jokaisella näistä microarray alustoilla on etuja ja haittoja. SNP-ryhmien väitetty etu on niiden kyky havaita suhteellisen pieniä geneettisiä päällekkäisyyksiä tai poistumia, vaikka näiden tietojen arvo on tällä hetkellä yleensä epäselvä. Etuna CGH paneelit on, että ne voidaan suorittaa 12-16 tuntia verrattuna useita päiviä useimpien SNP paneelit.