Embryoernes fingeraftryk

Når flere embryoner overføres til en kvindes livmoder under in vitro fertilisering (IVF), og en enkelt baby er født, har der tidligere ikke været nogen måde at vide, hvilket embryo der med succes er implanteret og udviklet. Nu har forskere udnyttet DNA-fingeraftryk, den samme teknik, der bruges til at afgøre sager om faderskab og involvere kriminelle, for at matche et embryo til den baby, det i sidste ende bliver til. Denne teknik kan hjælpe forskere med at udvikle tests til mere pålideligt at skelne mellem levedygtige embryoner og deres ikke-levedygtige søskende.

Fra blastocyst til baby: Fem dage efter befrugtningen er dette embryo - kendt som en blastocyst - blevet differentieret til to slags celler. En klump, kaldet den indre cellemasse (synlig her i øverste højre kvadrant), bliver til fosteret. Den anden klump, kaldet trophectoderm (beklædning af blastocystens indre væg), bliver moderkagen. Australske forskere udviklede en teknik til at udtrække trophectoderm-celler og få deres DNA-fingeraftryk. Når flere embryoner bruges til in vitro-befrugtning, kan disse fingeraftryk indikere, hvilken blastocyst der blev til hvilken baby. Forskerne brugte en laser til at zappe et lille hul i blastocystens ydre belægning, direkte over for den indre cellemasse, og sugede derefter 8 til 20 trophectoderm-celler ud til analyse.

I øjeblikket udvælger læger embryoner til overførsel baseret på en grov visuel inspektion under mikroskop. Men denne taktik fejler omkring 50 procent af tiden. Derfor overføres flere embryoner ofte på én gang for at øge chancerne for en vellykket graviditet. Flere fødsler, som bringer både mor og babyer i fare, resulterer ofte.

Det næste store fremskridt inden for IVF kommer fra vores evne til at udvælge embryoner bedre, siger David Adamson , præsident for American Society for Reproductive Medicine, som ikke var involveret i projektet. Det vil give os mulighed for at øge antallet af graviditeter og reducere antallet af flerfoldsgraviditeter.

I en undersøgelse offentliggjort i sidste uge i tidsskriftet Menneskelig reproduktion , forskere ved Monash University, i Australien, ledet af IVF og stamcellepioner Alan Trounson , arbejdede med en gruppe på 48 kvinder, der gennemgår IVF. Fem dage efter befrugtningen brugte forskerne en laser til at skære den ydre belægning af hvert embryo, kendt på det tidspunkt som en blastocyst. Nicket tillod forskerne at udtrække et lille antal celler fra det lag af blastocysten, der til sidst danner moderkagen. Den følgende dag blev hver blastocyst overført til kvindens livmoder.

Sådanne embryobiopsier bruges almindeligvis i IVF til at opnå celler til prænatal genetisk screening og diagnose. Men de udføres normalt tre dage efter befrugtningen, når embryonet kun har seks til otte celler. Fordi vinduet mellem befrugtning og vellykket overførsel er snævert, er en dag-fem-biopsi normalt for sent til at give tilstrækkelig tid til, at cellerne kan testes, en informeret beslutning skal træffes, og embryoet skal overføres. I denne undersøgelse blev de biopsierede celler ikke brugt til at træffe reproduktive beslutninger, så embryonet kunne overføres, før testresultaterne kom. En tidligere biopsi ville ikke give nok celler til meningsfuld analyse.

Forskerne kiggede på en gruppe på 18 kvinder, hvor nogle, men ikke alle, de overførte blastocyster blev implanteret og udviklet sig til babyer. Ved at få hvert embryos DNA-fingeraftryk fra de ekstraherede celler og sammenligne det med hver babys DNA-fingeraftryk, kunne de endegyldigt se, hvilke embryoner der havde givet anledning til sunde babyer.

Infertilitetsspecialister siger, at fingeraftryksmetoden kan muliggøre en strengt kontrolleret undersøgelse af potentielle teknikker til at skelne mellem levedygtige og ikke-levedygtige embryoner, et mål, der hidtil har vist sig at være uhåndgribeligt. Mange grupper udforsker sådanne teknikker; nogle er på jagt efter genetiske markører, der er specifikke for levedygtige embryoner, mens andre forfølger mindre invasive analyser af de stoffer, som et levedygtigt embryo udskiller.

Med hensyn til at lave sund videnskab og finde ud af, hvilke parametre der er vigtige at se på, uanset hvilken teknik du bruger, skal du have fingeraftryk, siger Boston IVF medicinsk direktør Michael Alper . (Alper var ikke involveret i fingeraftryksundersøgelsen.)

Ud over at pilotere fingeraftryksteknikken undersøgte Monash University-undersøgelsen en mulig tilgang til at sortere embryoner efter levedygtighed. Ved at bruge ekstraherede celler sammenlignede forskerne ekspressionsniveauerne af omkring 45.000 gener mellem levedygtige og ikke-levedygtige embryoner. I dette tilfælde brugte de ikke fingeraftryksteknikken; fordi de kun kunne udtrække et lille antal celler, kunne de ikke udføre både omfattende genekspressionsanalyse og DNA-fingeraftryk på en enkelt blastocyst. I stedet samlede de celler fra levedygtige embryoner fra kvinder, hvor alle overførte blastocyster udviklede sig til babyer, og fra ikke-levedygtige embryoner fra kvinder, der ikke blev gravide, men som ikke havde kendte uterine mangler.

Vi følte, at embryoner, der var i stand til at implantere og vokse frem til termin, ville have en unik gen-ekspressionsprofil, siger Gayle Jones , en medforfatter af undersøgelsen. Mere end 7.000 gener var forskellige mellem levedygtige og ikke-levedygtige embryoner, selvom resultaterne stadig er meget foreløbige. I sidste ende håber forskerne at indsnævre denne pulje til en håndfuld markører, der kunne identificere de embryoner, der er mest tilbøjelige til at lykkes.

Biopsierede blastocystceller kunne testes for disse markører i en hurtig, ligetil procedure. Så kunne du beslutte, hvilke embryoner du ville overføre - hvilket ville være det mest levedygtige, siger David Cram , også medforfatter til forskningen. Og fordi denne mindre skala-analyse ville kræve mindre genetisk udgangsmateriale, kunne det parres med DNA-fingeraftryk for at validere dets forudsigelsesevne.

Undersøgelsens forfattere observerede ikke nogen negative virkninger af blastocystbiopsien, men Marcelle Cedars , direktør for reproduktiv endokrinologi og infertilitet ved UCSF Medical Center, advarer om, at meget stadig er ukendt om proceduren, og at yderligere undersøgelser er nødvendige for at sikre dens sikkerhed. Selvom selve biopsien viser sig at være uskadelig, kan det være skadeligt for udviklingen at dyrke embryonet i en skål i seks dage; traditionelt implanteres embryoner hurtigere.

Cedars understreger behovet for at udvikle mindre invasive teknikker, hvor embryobiopsi er unødvendig. Indtil videre kan DNA-fingeraftrykstilgangen vise sig at være nyttig til at forfine disse teknikker.

Uanset deres forskellige tilgange deler alle disse forskningsindsatser en fælles ambition. Vi håber, at denne teknik i sidste ende vil eliminere flere graviditeter forbundet med IVF, siger Jones.

Målet er ikke længere kun at få en kvinde gravid, siger Cedars, men virkelig at forsøge at få en sund enkeltfødsel.

skjule