evoluția PGS

PGS este practica efectuării unei biopsii fie din corpul polar al unui ovocit matur, fie din celule prelevate din embrioni în curs de dezvoltare și analiza genetică a compoziției acestor celule. Rezultatele acestei analize genetice direcționează embriologul în alegerea embrionilor pentru transferul uterin. Deoarece PGS poate fi efectuat numai folosind celule obținute la biopsia embrionară, această tehnologie este posibilă numai împreună cu un ciclu de fertilizare in vitro (FIV). PGS este practica evaluării embrionilor pentru aneuploidia cromozomială, prezența fie a prea multor, fie a prea puțini cromozomi, la părinții normali cromozomiali. În schimb, diagnosticul genetic de preimplantare (PGD) este practica evaluării embrionilor pentru anomalii genetice specifice, cum ar fi boala celulelor secera sau fibroza chistică, unde statutul de purtător a fost documentat la fiecare dintre părinți.se consideră că anumite populații de pacienți, inclusiv cuplurile cu vârstă maternă avansată, avort spontan recurent, eșec repetat de implantare și factor masculin sever, au o predispoziție pentru producerea de embrioni aneuploizi.3,6,7 mulți au sugerat că aceste populații de pacienți pot beneficia de PGS.3,7 cu toate acestea, indicațiile pentru utilizarea PGS în multe centre se extind constant.3 după cum a raportat Societatea Europeană de Reproducere Umană și Embriologie (ESHRE), în ultimii 10 ani, 61% din toate ciclurile de testare genetică preimplantare au fost efectuate pentru PGS.8 această lucrare se va concentra exclusiv pe aplicațiile clinice asociate cu PGS, mai degrabă decât PGD.PGS, spre deosebire de PGD, a fost și continuă să fie o tehnologie controversată. Studii recente indică faptul că mai mult de 60% -90% din toate avorturile spontane din primul trimestru pot fi rezultatul aneuploidiei cromozomiale.3 Deoarece atât de multe avorturi timpurii se datorează aneuploidiei, PGS pare a fi o intervenție rezonabilă pentru a îmbunătăți eficiența cu care embrionii euploizi (cromozomial normali) sunt selectați pentru transferul uterin în ciclurile FIV. Studiile clasice au raportat că avorturile care sunt cauzate de aneuploidie sunt concentrate disproporționat pe cromozomi selectați.9,10 aceste date se bazează pe analiza cariotipului sarcinilor eșuate care s-au dezvoltat suficient de departe pentru a avea țesut disponibil pentru analiza genetică.9,10 în consecință, clinicile care efectuează PGS în primele zile ale tehnologiei s-au concentrat pe detectarea aneuploidiei numai pe cromozomi selectați folosind hibridizarea fluorescentă in situ (FISH), care evaluează de obicei între perechile de cromozomi 5-14, mai degrabă decât toate perechile de cromozomi 23.11,12 în mod tradițional, biopsia PGS a fost efectuată exclusiv la aproximativ 3 zile de dezvoltare embrionară după fertilizare.11,12 datele inițiale folosind PGS în contextul biopsiei etapei de clivaj cu pește au arătat rezultate promițătoare și au generat multă emoție pentru această nouă tehnologie.3,13-15 din păcate, rezultatele acestei abordări nu au dus la îmbunătățiri ale ratelor de sarcină clinică și această lipsă de eficacitate a fost menționată pe scară largă în urma unei lucrări de referință a lui Mastenbroek în New England Journal of Medicine.16 ulterior, documente similare au pus la îndoială și mai mult beneficiile PG-urilor, iar declarațiile de poziție ale marilor societăți medicale au descurajat în mod oficial utilizarea acestora.17-19

cu toate acestea, cercetările ulterioare au elucidat mai multe limitări biologice care ar putea explica deficiențele anterioare ale PGS aplicate clinic. Practica biopsiei corpului polar pentru a determina compoziția genetică a unui ovocit fertilizat este o modalitate frecvent utilizată pentru efectuarea testelor genetice preimplantare.3,8,20 o componentă critică a dezvoltării ovocitelor este diviziunea meiotică în care un set haploid de ADN matern neutilizat este marginalizat în ceea ce se numește corp polar.3,8 evaluarea genetică a acestui corp polar a fost inițial destul de populară, deoarece acest proces a obținut un diagnostic fără a deranja embrionul în curs de dezvoltare și ar putea fi efectuat înainte de fertilizare.3 Cu toate acestea, această abordare este incapabilă să detecteze erori genetice derivate patern sau orice erori introduse după sau în timpul fertilizării. Datorită acestor limitări, biopsia corporală polară este acum efectuată în principal în țările în care legislația strictă limitează practica biopsiei embrionare.3,21

cu toate acestea, PGS care utilizează celule biopsiate din embrioni în curs de dezvoltare prezintă, de asemenea, provocări. Studiile au documentat în mod repetat că embrionii din ziua a 3-a de dezvoltare au niveluri ridicate de mozaicism.22,23 mozaicismul este o afecțiune în care un singur embrion în curs de dezvoltare este format din mai multe linii celulare genetice distincte. Cu alte cuvinte, embrionii mozaici pot avea linii celulare euploide (normale) și aneuploide (anormale) într-un singur embrion. Studiile care evaluează acest fenomen au concluzionat că majoritatea embrionilor pot fi mozaic în ziua a 3-a de dezvoltare.22-24 în consecință, o biopsie efectuată în ziua a 3-a de dezvoltare poate produce un rezultat care nu este reprezentativ pentru întregul embrion.3 mozaicismul s-a dovedit a exista și în ziua 5 a dezvoltării embrionilor.25 cu toate acestea, datele recente sugerează că mozaicismul poate fi mult redus până în ziua a 5-a de dezvoltare.3,26

o altă limitare a PGS efectuate în mod tradițional a fost utilizarea de pește pentru determinarea anomaliilor cromozomiale. FISH evaluează de obicei între 5-14, mai degrabă decât toate cele 23 de perechi de cromozomi.27 studii recente au indicat că aneuploidia embrionară apare în cantități semnificative clinic în toate cele 23 de perechi de cromozomi.28 prin urmare, FISH este incapabil să diagnosticheze multe dintre anomaliile cromozomiale întâlnite frecvent la embrionii în curs de dezvoltare.

realizarea acestor două limitări principale a determinat multe laboratoare genetice să ofere PGS folosind tehnologii care evaluează starea cromozomială a tuturor celor 23 de perechi de cromozomi folosind o biopsie embrionară efectuată în stadiul de blastocist, atinsă de obicei în ziua 5 sau 6 de dezvoltare. Ratele de sarcină clinică care utilizează această abordare au fost raportate a fi semnificativ superioare abordării tradiționale de efectuare a PGS.29,30 de exemplu, un studiu recent care a evaluat mai mult de 4.500 de embrioni folosind 23 de determinări ale perechilor de cromozomi a constatat că ratele de sarcină clinică la femeile care suferă de pierderea recurentă a sarcinii (RPL) au fost îmbunătățite semnificativ peste studiile similare care utilizează PGS FISH.29 În plus, ratele de sarcină au fost îmbunătățite în continuare atunci când s-au efectuat 23 pgs de evaluare a cromozomilor pe embrioni în stadiul de blastocist (ziua 5/6 de dezvoltare), comparativ cu momentul în care biopsia a fost efectuată pe embrioni în ziua 3 de dezvoltare. 29,31,32 rezultate similare au fost raportate în mod constant de multe clinici din Statele Unite și din întreaga lume.31,32 acest lucru a generat un interes reînnoit pentru PGS, deși rămâne de stabilit dacă PGS este o tehnologie eficientă și care populații de pacienți sunt cel mai bine deservite de PGS.

evaluarea tuturor celor 23 de cromozomi în contextul PGS posedă complexități inerente care pot compromite integritatea datelor dacă nu sunt efectuate corect. Există mai multe abordări care sunt utilizate pentru a efectua evaluarea perechilor de cromozomi 23. Cele două modalități care sunt utilizate cel mai frecvent astăzi utilizează tehnologia microarray, fie prin utilizarea polimorfism unic nucleotidic (SNP) sau hibridizare genomică comparativă (CGH) tehnologie.3 ambele tehnologii se bazează pe obținerea ADN-ului embrionar, fragmentarea și apoi amplificarea acestui ADN și evaluarea acestui produs amplificat folosind microarrays. Acest proces de amplificare este o sursă potențială de eroare, deoarece eșecul amplificării întregului produs ADN embrionar ar putea produce un rezultat fals. În plus, deoarece produsul ADN care este amplificat inițial este preluat de la doar 1 la mai multe celule, orice contaminare externă a ADN-ului poate produce un rezultat fals.

tablourile SNP evaluează direct starea ploidiei folosind o matrice densă de aproximativ 300.000 de markeri genetici.3 matrice CGH, în schimb, evaluează mult mai puțini markeri genetici și compară acest rezultat cu un eșantion de ADN normal cunoscut.3 Fiecare dintre aceste platforme microarray au avantaje și dezavantaje. Un pretins avantaj al matricelor SNP este capacitatea lor de a detecta duplicări sau ștergeri genetice relativ mici, deși valoarea acestor informații este, în prezent, în general neclară. Un avantaj al matricelor CGH este că acestea pot fi efectuate în 12-16 ore, spre deosebire de câteva zile pentru majoritatea matricelor SNP.