Innowacyjna metoda badania zarodków

Coraz więcej par, starających się o potomstwo, obawia się o zdrowie swoich przyszłych dzieci. U kobiet zachodzących w ciążę w dojrzałym wieku, osób ze zdiagnozowanym rodzinnym obciążeniem genetycznym i niepłodnych par ryzyko wystąpienia wad genetycznych płodu wzrasta. Naukowcy z Kliniki INVICTA opracowali unikalne na skalę europejską rozwiązanie wykorzystujące sekwencjonowanie DNA następnej generacji, które pozwoli poradzić sobie z tym problemem.

Metoda PGD/PGS NGS (diagnostyka preimplantacyjna następnej generacji) wykorzystuje najnowocześniejsze techniki sekwencjonowania genomu ludzkiego do badania zarodków. Metoda może być stosowana w ramach zapłodnienia pozaustrojowego i umożliwia zdobycie kompleksowej informacji o DNA zarodka w zakresie chorób czy mutacji genetycznych. Daje to lekarzom niezwykłą szansę pomocy parom, które narażone są na zwiększone ryzyko wystąpienia nieprawidłowości genetycznych u płodu. To pierwsze tego rodzaju rozwiązanie w Europie.

Do tej pory w przypadku odpowiednich wskazań możliwe było przeprowadzenie diagnostyki preimplantacyjnej PGD z zastosowaniem techniki FISH lub mikromacierzy (np. aCHG). Obie są skuteczne, mają jednak swoje ograniczenia. Najważniejsze dotyczy zakresu badania – lekarze muszą dokładnie wiedzieć, w kierunku jakich chorób czy mutacji ma ono zostać przeprowadzone. Teraz – za sprawą metody PGD NGS – możliwa jest kompleksowa analiza DNA rodziców. Następnym krokiem jest przebadanie zarodka oraz wykluczenie zarówno chorób związanych z chromosomami (np. zespołu Downa czy Patau), jak pojedynczymi genami w jednym czasie.

Na czym polega PGD NGS?

Diagnostyka PGD NGS znajduje zastosowanie w ramach procedury in vitro. Po zapłodnieniu komórek jajowych, z zarodków – po 3 dniach lub w stadium blastocysty – pobierany jest materiał do badania. Trafia on do laboratorium genetycznego INVICTA, gdzie jest przygotowywany i analizowany na specjalnym aparacie PGM (Personal Genome Machine). Po odpowiednim opracowaniu metodologii, PGM umożliwia uzyskanie kompleksowych danych nt. genetycznej kondycji embrionu. Pacjentce podawane są jedynie zarodki pozbawione nieprawidłowości. Dzięki temu para otrzymuje szansę na urodzenie zdrowego dziecka.

W przyszłości specjalistyczne badania sekwencjonowania DNA będą wykonywane u kobiety i mężczyzny, którzy dopiero przygotowują się do powiększenia rodziny. Pozwolą one  na oszacowanie ryzyka wystąpienia chorób czy wad genetycznych u ich przyszłego dziecka. Lekarze dysponując szczegółowymi danymi o informacji genetycznej potencjalnych rodziców, za pomocą specjalnego oprogramowania porównają je. Następnie odwołując się do mechanizmów dziedziczenia, będą w stanie określić, na ile duże jest zagrożenie. Potem w razie potrzeby zlecą diagnostykę zarodków.

Wskazania do diagnostyki PGD NGS?

Diagnostyka preimplantacyjna z zastosowaniem sekwencjonowania DNA następnej generacji (NGS) to rozwiązanie, z którego w szczególności powinny skorzystać:

• kobiety decydujące się na ciążę po 37 roku życia,
• osoby, u których zdiagnozowano nosicielstwo chorób genetycznych
• osoby, w których rodzinach występowały wady genetyczne (tzw. pozytywny wywiad genetyczny)
• kobiety, u których występowały nawracające poronienia samoistne
• pary, u których programy in vitro w przeszłości zakończyły się niepowodzeniem – mimo podania zarodków o prawidłowej morfologii
• pary długotrwale leczące się z powodu niepłodności idiopatycznej
• osoby, które obawiają się urodzenia dziecka z wadą genetyczną.

Nowa metoda daje unikalne możliwości w zakresie ilości pozyskanych informacji oraz czułości i wiarygodności badania. Różnica w technologii jest tak znaczna jak między pierwszymi aparatami fotograficznymi, a obecną technologią cyfrową. W przypadku poprzedniej metody mikromacierzy pozyskanie takiej jakości danych było niemożliwe. Warto pamiętać, że czynnikiem decydującym o powodzeniu diagnostyki preimplantacyjnej PGD jest doświadczenie embriologów pobierających materiał do badania. Ze względu na dużą wrażliwość zarodków konieczna jest ogromna wprawa podczas procedury oraz umiejętność wybrania najbardziej optymalnej komórki do analizy. Dotyczy to zarówno metody FISH, jak i mikromacierzy (np. metody aCGH) oraz sekwencjonowania DNA nowej generacji. Embriolodzy INVICTA wykonują tego rodzaju diagnostykę od ponad 9 lat. W tym czasie przeprowadzili blisko 5 tysięcy badań. Stawia to Klinikę na 7 miejscu na świecie w zakresie liczby zrealizowanych cykli PGD.

Czym PGD NGS różni się od innych metod badania zarodków?

• Jest to metoda niezwykle czuła. Analiza obejmuje kilkanaście tysięcy punktów na wszystkich 46 chromosomach. Dotychczasowe metody (m.in. mikromacierze, aCGH) umożliwiały przebadanie jedynie kilkudziesięciu miejsc (które lekarz musiał precyzyjnie wskazać), dawały więc znacznie mniej informacji. Obecnie, badanie jednego fragmentu DNA może być także przeprowadzone kilkaset razy, dając niezwykle wiarygodny i dokładny wynik.
• O sekwencjonowaniu DNA następnej generacji (NGS) mówi się jako o metodzie referencyjnej (wzorcu dla innych). Głównie z powodu jej bezpośredniego charakteru. Wszystkie pozostałe metody (FISH i mikromacierze) wykorzystują znaczniki i światło, jako markery zmian. Konieczne jest przy tym korzystanie z zaawansowanej optyki, która bywa awaryjna i nie zawsze daje wiarygodny wynik. Z tego powodu obecnie odchodzi się od tych metod na rzecz wykorzystania NGS.
• Diagnostyka preimplantacyjna z wykorzystaniem sekwencjonowania DNA nowej generacji PGD NGS umożliwia przeprowadzenie badań w kierunku zaburzeń chromosomalnych (aneuploidie), chorób jednogenowych (w tym blisko 700 rzadkich) oraz translokacji. Do tej pory nie było to możliwe.
• Ze względu na szybki czas wykonywania badania (nawet do 8 godzin), cała procedura może być przeprowadzona na zarodku w stadium blastocysty na tzw. świeżym cyklu. Zwiększa to szanse na ciążę w ramach zapłodnienia in vitro.
• Możliwe jest przeprowadzenie badania zarodków mrożonych. Jeśli para zrealizowała program in vitro, a o swoim obciążeniu genetycznym dowiedziała się po jego zakończeniu, może poprosić o przeprowadzenie badania komórek embrionów zdeponowanych w banku. Dzięki temu kobieta nie musi ponownie przechodzić przez etap stymulacji, a cały proces jest dużo mniej kosztowny.
• Możliwe jest przeprowadzenie badań DNA przyszłych rodziców, jeszcze zanim para zacznie się starać o ciążę. Zarówno kobieta, jak i mężczyzna – mimo dobrego stanu zdrowia – mogą być nosicielami mutacji genetycznych. Nowa metoda pozwala na określenie, które z tych nieprawidłowości, mogą podnosić ryzyko wystąpienia wady u dziecka danej dwójki ludzi. Na podstawie tych informacji, jeśli zagrożenie chorobą u płodu jest znaczne, para zdecydować się może na przeprowadzenie zapłodnienia in vitro z diagnostyką preimplantacyjną i wyeliminowanie ryzyka. Dla niektórych osób jest to jedyna szansa na zdrowe potomstwo.