211service.com
Gezonde embryo's vertonen chromosoomgebreken
Genetische tests die zijn ontworpen om embryo's uit te roeien waarvan het onwaarschijnlijk is dat ze na in-vitrofertilisatie (IVF) tot gezonde baby's zullen uitgroeien, worden vaak toegediend aan paren die een behandeling ondergaan, hoewel dit weinig invloed lijkt te hebben op het zwangerschapspercentage. Een nieuwe studie met genetische screening met een hogere resolutie werpt nieuwe twijfel op door aan te tonen dat de meeste cellen in zelfs gezonde embryo's dergelijke chromosomale defecten hebben.
Verbind de punten: Elke stip in deze array-test vertegenwoordigt een stukje test-DNA. De kleur bepaalt de overeenkomst tussen het test-DNA en een ander referentiemonster.
Evelyne Vanneste en haar collega's van de Katholieke Universiteit Leuven , in België, nieuwe screeningstechnieken met een hogere resolutie gebruikt om cellen te analyseren van drie of vier dagen oude embryo's van 23 vruchtbare paren jonger dan 35 jaar. Embryo's worden doorgaans in dit ontwikkelingsstadium geanalyseerd omdat minder rijpe embryo's minder informatie bevatten en meer ontwikkelde embryo's zijn moeilijker terug te plaatsen.
Vanneste en haar collega's ontdekten dat meer dan 90 procent van de cellen enkele chromosomale afwijkingen had, een bevinding die enigszins verklaart waarom mensen in het algemeen zulke lage vruchtbaarheidscijfers hebben. Maar het betekent ook dat sommige bruikbare embryo's na screening kunnen worden weggegooid.
Pre-implantatie genetische screening (PGS) omvat meestal ofwel polymerasekettingreactie (PCR), die genetische aandoeningen detecteert door een specifiek stuk gemuteerd DNA te amplificeren, of fluorescente in-situ hybridisatie (FISH), waarmee chromosomen kunnen worden gecontroleerd op structurele gebreken ten opzichte van normale chromosomen, maar kunnen niet alle chromosomen tegelijk screenen. Hierdoor kunnen chromosomale problemen die een succesvolle zwangerschap in de weg staan, worden gemist.
Vanneste en haar collega's gebruikten twee nieuwere tools - een SNP-array en een BAC-array - om te zoeken naar chromosomale fouten in het hele genoom. De SNP-array kan variaties in korte stukjes DNA identificeren, terwijl de BAC-array grotere chromosoombrokken kan analyseren op structurele fouten. Het team bestudeerde cellen van 23 embryo's van negen paren met normale vruchtbaarheid die een IVF-behandeling ondergingen om embryo's met specifieke genetische ziekten uit te sluiten. Tot verbazing van de onderzoekers ontdekten ze dat 90 procent van de cellen gedupliceerde of ontbrekende stukjes chromosomen had. Niet alleen dat, maar de fouten veranderden in verschillende cellen uit hetzelfde embryo.
Dit suggereert dat menselijke embryo's van nature een hoge chromosoominstabiliteit hebben, tenminste tijdens de eerste paar ronden van celdeling. Hetzelfde is waargenomen bij makaken, maar niet bij muizen, zegt Vanneste, en de evolutionaire reden daarvoor is nog niet duidelijk. Mogelijk is instabiliteit een mechanisme dat snel genetische diversiteit kan genereren, waardoor een snellere aanpassing aan veranderende omgevingen mogelijk wordt, zegt ze.
De resultaten van Vanneste kunnen het relatief lage vruchtbaarheidscijfer van mensen van ongeveer 30 procent gedeeltelijk verklaren, maar het percentage is nog steeds veel hoger dan de 10 procent van schijnbaar genetisch normale embryo's die door haar team zijn gevonden. Dit betekent dat veel embryo's zich moeten ontwikkelen tot gezonde baby's, ook al vertonen hun chromosomen in dit stadium defecten. Naarmate het embryo groeit, kunnen complementaire mutaties in zijn cellen elkaar compenseren, of cellen zonder chromosoomdefecten kunnen bij voorkeur het embryo bevolken.
De voordelen van pre-implantatiescreening zijn al fel bediscussieerd, aangezien chromosoomfouten vaak voorkomen bij oudere vrouwen die in het begin misschien weinig eieren produceren, die een grotere kans hebben op succesvolle impregnatie na invasieve biopsieën om cellen te verwijderen voor genetische screening.
Niemand van ons is echt normaal, dus we verspillen eigenlijk onze tijd met proberen te screenen op normaliteit, zegt Stuart Lavery, een adviseur die gespecialiseerd is in reproductieve geneeskunde in het Hammersmith Hospital, in Londen, VK. Als je hard genoeg screent, zul je nooit een normale embryo.
Noch Lavery noch Vanneste stelt voor om de IVF-screening volledig te staken, maar ze stellen allebei dat chromosomen van min of meer ontwikkelde embryo's betrouwbaardere resultaten kunnen opleveren omdat chromosomale instabiliteit dan niet zo'n groot probleem is. Het veranderen van het tijdstip van genomische analyse naar een analyse van het poollichaam in een eerder stadium of naar een later stadium door blastocystbiopsie zou een betere benadering kunnen zijn voor het selecteren van genetisch normale embryo's voor overdracht, zegt Vanneste.
Polaire lichamen zijn cellen die zijn overgebleven van de meiotische celdelingen die het ei vormen en die alleen DNA van de moeder bevatten en daarom geen fouten van de vader kunnen vertonen of ontstaan nadat de bevruchting heeft plaatsgevonden. Maar de methode is zacht voor het embryo en chromosomale fouten die aanwezig zijn in poollichamen worden gedragen door alle cellen van het embryo, wat een sterke rechtvaardiging vormt voor het weggooien van embryo's met fouten.
Daarentegen heeft de menselijke blastocyst ongeveer 100 cellen op vijf dagen oud, waarvan sommige de placenta zullen vormen in plaats van de weefsels van de foetus. Hierdoor kunnen meerdere cellen worden verwijderd, wat genetische analyse eenvoudiger maakt en DNA bevat dat afkomstig is van de vader. Chromosomale instabiliteit is in dit stadium minder uitgesproken, maar tot voor kort was het niet praktisch om blastocystcellen te analyseren omdat het veel moeilijker is om ze over te dragen. Maar nieuwere technieken waarbij embryo's worden ingevroren, maken blastocystanalyse gevolgd door latere overdracht praktischer.
Lavery zegt dat analyse van het poollichaam vooral ten goede kan komen aan oudere vrouwen met nog maar een paar kostbare eieren over. Voor jongere vrouwen kunnen blastocyst-biopten meer veelbelovende resultaten opleveren, zegt hij.
SNP- en BAC-arrays zijn echter nog steeds relatief duur. Een andere, minder kostbare methode voor het analyseren van menselijke chromosomen, vergelijkende genomische hybridisatie (CGH) genaamd, wordt ontwikkeld door Elpida Fragouli van de Nuffield Department of Obstetrics and Gynaecology, aan de Universiteit van Oxford, en Reprogenetics, in het Verenigd Koninkrijk. Met deze benadering kunnen alle 23 paren menselijke chromosomen van blastocysten worden onderzocht met een iets lagere resolutie.
Met CGH wordt DNA geëxtraheerd uit het embryo geamplificeerd, groen gelabeld en gemengd met normaal referentie-DNA dat rood is gelabeld. Het mengsel wordt vervolgens uitgespreid op objectglaasjes samen met metafase (vroeg stadium) chromosomen waaraan het DNA-mengsel bindt. De chromosomen zijn gecondenseerd in verschillende vormen en de verhouding van groene tot rode fluorescentie langs de lengte van elk chromosoom geeft aan of de chromosomen van het embryo zichtbare brokken hebben verloren of gedupliceerd. Voorlopige klinische resultaten met behulp van de techniek op blastocystembryo's zijn veelbelovend, zegt Fragouli.