Sunde embryoner viser kromosomfejl

Genetiske test designet til at luge ud embryoner, der sandsynligvis ikke vokser til sunde babyer efter in vitro fertilisering (IVF), bliver ofte administreret til par, der modtager behandling, selvom det ser ud til at have ringe indflydelse på graviditetsraterne. En ny undersøgelse, der involverer genetisk screening i højere opløsning, sætter praksis i ny tvivl ved at vise, at de fleste af cellerne i selv raske embryoner har sådanne kromosomfejl.



Slut dig til prikkerne: Hver prik i denne array-test repræsenterer et stykke test-DNA. Farven bestemmer ligheden mellem test-DNA'et og en anden referenceprøve.

Evelyne Vanneste og hendes kolleger på Leuvens katolske universitet , i Belgien, brugte nye screeningsteknikker med højere opløsning til at analysere celler fra tre eller fire dage gamle embryoner fra 23 fertile par på under 35 år. Embryoer analyseres typisk på dette udviklingsstadium, fordi mindre modne embryoner indeholder mindre information , og mere udviklede embryoner er sværere at overføre.



Vanneste og hendes kolleger fandt ud af, at mere end 90 procent af cellerne havde nogle kromosomale abnormiteter, en konstatering, der går et stykke hen imod at forklare, hvorfor mennesker har så lave fertilitetsrater generelt. Men det betyder også, at nogle brugbare embryoner kan blive kasseret efter screening.



Præimplantations genetisk screening (PGS) involverer normalt enten polymerasekædereaktion (PCR), som detekterer genetiske lidelser ved at forstærke en specifik del af muteret DNA, eller fluorescerende in-situ hybridisering (FISH), som gør det muligt at kontrollere kromosomer for strukturelle fejl mod normale kromosomer, men kan ikke screene alle kromosomer samtidigt. Som et resultat kan kromosomproblemer, der kan forhindre en vellykket graviditet, gå glip af.

Vanneste og hendes kolleger brugte to nyere værktøjer - et SNP-array og et BAC-array - til at lede efter kromosomfejl på tværs af hele genomet. SNP-arrayet kan identificere variationer i korte stykker DNA, mens BAC-arrayet kan analysere større kromosomstykker for strukturelle fejl. Holdet undersøgte celler fra 23 embryoner taget fra ni par med normal fertilitet, som var under IVF-behandling for at udelukke embryoner med specifikke genetiske sygdomme. Til forskernes overraskelse fandt de ud af, at 90 procent af cellerne havde duplikeret eller manglende bidder af kromosomer. Ikke kun det, men fejlene ændrede sig i forskellige celler taget fra det samme embryo.

Dette tyder på, at menneskelige embryoner naturligt har høj kromosom-ustabilitet, i det mindste under de første par runder af celledeling. Det samme er blevet observeret hos makakaber, men ikke hos mus, siger Vanneste, og den evolutionære årsag til det er endnu ikke klarlagt. Muligvis er ustabilitet en mekanisme, der hurtigt kan generere genetisk diversitet og dermed muliggøre hurtigere tilpasning til skiftende miljøer, siger hun.



Vannestes resultater kan til dels forklare menneskers relativt lave fertilitetsrate på omkring 30 procent, men raten er stadig meget højere end de 10 procent af tilsyneladende genetisk normale embryoner fundet af hendes team. Det betyder, at mange embryoner skal fortsætte med at udvikle sig til sunde babyer, selvom deres kromosomer har defekter på dette stadium. Efterhånden som embryonet vokser, kan komplementære mutationer i dets celler kompensere for hinanden, eller celler uden kromosomfejl kan fortrinsvis befolke embryonet.

Fordelene ved præimplantationsscreening er allerede meget omdiskuteret, da kromosomfejl forekommer hyppigt hos ældre kvinder, som kan producere få æg til at begynde med, som har en dårligere chance for vellykket imprægnering efter invasive biopsier for at fjerne celler til genetisk screening.

Ingen af ​​os er virkelig normale, så vi spilder faktisk vores tid på at prøve at screene for normalitet, siger Stuart Lavery, en konsulent med speciale i reproduktiv medicin på Hammersmith Hospital i London, Storbritannien. Hvis du screener hårdt nok, vil du aldrig finde en normal Foster.



Hverken Lavery eller Vanneste foreslår at give helt op på IVF-screening, men de argumenterer begge for, at kromosomer fra mere eller mindre udviklede embryoner kan give mere pålidelige resultater, fordi kromosomal ustabilitet ikke er så meget et problem. Ændring af tidspunktet for genomisk analyse til enten en tidligere fase af polær kropsanalyse eller til et senere stadium ved blastocystbiopsi kan være en bedre tilgang til at udvælge genetisk normale embryoner til overførsel, siger Vanneste.

Polære kroppe er celler tilbage fra de meiotiske celledelinger, der danner ægget, som kun indeholder DNA fra moderen og derfor ikke kan vise fejl fra faderen eller opstå efter befrugtningen fandt sted. Men metoden er skånsom mod embryonet, og kromosomfejl, der findes i polære kroppe, bæres af alle celler i embryoet, hvilket giver en stærk begrundelse for at kassere embryoner med fejl.

I modsætning hertil har den menneskelige blastocyst omkring 100 celler, når de er fem dage gamle, hvoraf nogle vil danne moderkagen i stedet for fosterets væv. Dette tillader fjernelse af flere celler, hvilket gør genetisk analyse lettere og inkluderer DNA fra faderen. Kromosomal ustabilitet er mindre udtalt på dette stadium, men indtil for nylig har det ikke været praktisk at analysere blastocystceller, fordi det er meget sværere at overføre dem. Men nyere teknikker, der involverer nedfrysning af embryoner, gør blastocystanalyse efterfulgt af senere overførsel mere praktisk.



Lavery siger, at polar kropsanalyse især kan gavne ældre kvinder med kun få dyrebare æg tilbage. For yngre kvinder kan blastocystbiopsier give mere lovende resultater, siger han.

SNP- og BAC-arrays er dog stadig relativt dyre. En anden, mindre omkostningskrævende metode til at analysere menneskelige kromosomer, kaldet komparativ genomisk hybridisering (CGH), udvikles af Elpida Fragouli fra Nuffield Department of Obstetrics and Gynaecology, ved University of Oxford, og Reprogenetics, i Det Forenede Kongerige. Denne tilgang gør det muligt at undersøge alle 23 par humane kromosomer fra blastocyster med lidt lavere opløsning.

Med CGH bliver DNA ekstraheret fra embryonet amplificeret, mærket grønt og blandet med normalt reference-DNA, der er blevet mærket rødt. Blandingen spredes derefter på objektglas sammen med metafase (tidlige fase) kromosomer, som DNA-blandingen binder til. Kromosomerne kondenseres til distinkte former, og forholdet mellem grøn og rød fluorescens langs længden af ​​hvert kromosom indikerer, om embryoets kromosomer har mistet eller duplikeret mærkbare bidder. Foreløbige kliniske resultater ved hjælp af teknikken på blastocystembryoner har været lovende, siger Fragouli.

skjule