Исследователи из Медицинской школы Университета Джона Хопкинса разработали новую технику, которая помогает парам, страдающим генетическими заболеваниями или являющимся их носителями, оплодотворять детей in vitro, не страдая как от рассматриваемого заболевания, так и от других хромосомных аномалий. Результаты были опубликованы в апрельском номере журнала Fertility and Sterility.
Поскольку эмбрионы настолько малы, а клетки содержат слишком мало ДНК для проведения всестороннего тестирования, исследователям в прошлом приходилось ограничивать генетическое тестирование эмбрионов ЭКО либо поиском конкретной генной мутации, которая, как известно, существует у одного из родителей, либо для других типов хромосомные аномалии, такие как наличие слишком большого или слишком малого количества хромосом (анеуплоидия) или другие структурные хромосомные аберрации. Методом проб и ошибок, продолжавшимся около года, Пол Брезина, М.D., M.B.А., клинический сотрудник в области акушерства и гинекологии и Уильям Дж. Кирнс, доктор философии.D., доцент кафедры акушерства и гинекологии оптимизировал методику, которую они называют "модифицированное многократное усиление смещения" что позволяет им амплифицировать или создавать копии ДНК, которые они получают из эмбриона, полученного путем экстракорпорального оплодотворения, достаточного для проведения нескольких тестов.
"Мы смогли точно амплифицировать геномную ДНК до такой степени, что можно было проводить как тестирование одного гена, так и скрининг на анеуплоидию. До сих пор было только одно или другое," говорит Брезина.
Пары часто впервые узнают о том, что они являются носителями генетического заболевания, такого как муковисцидоз или муковисцидоз Тея-Сакса, от предыдущего ребенка, страдающего этим заболеванием. Планирование рождения еще одного ребенка, который также может быть подвержен риску того же заболевания, может быть довольно сложным делом, говорит Брезина.
В результате такие пары обращаются к экстракорпоральному оплодотворению (ЭКО) в сочетании с предимплантационной генетической диагностикой (ПГД), генетическим тестированием перед имплантацией эмбрионов в матку матери, чтобы забеременеть. При ПГД, которое также называется тестированием одного гена, врачи удаляют либо одну клетку из трехдневного эмбриона, зачатого ЭКО, который содержит всего восемь клеток, либо несколько клеток из пятидневного эмбриона, который содержит около Всего 150 ячеек. Удаление большего количества клеток из эмбриона также является нежизнеспособным вариантом, так как это может поставить под угрозу его здоровье и развитие. Затем они проверяют ДНК этих клеток на вызывающие болезнь генетические изменения. Затем они имплантируют матери только те эмбрионы, из которых родится ребенок, свободный от болезни.
Однако, несмотря на то, что ПГД является большим плюсом, дети, зачатые таким образом, по-прежнему подвергаются другим генетическим рискам, говорит Брезина, наиболее распространенным из которых является увеличение или потеря хромосом, состояние, называемое анеуплоидией. Анеуплоидия может вызывать несколько заболеваний, наиболее известным из которых является синдром Дауна.
Брезина и Кернс применили свою новую модифицированную технику множественного смещения для скрининга эмбрионов от пары, где оба родителя были носителями ганглиозидоза GM1, потенциально смертельного заболевания, которое может вызывать судороги, пороки развития костей и психические расстройства; у пары уже был один ребенок с этим заболеванием, а мать была старше и имела в анамнезе выкидыш. Брезина и Кернс амплифицировали ДНК эмбрионов пары и отправили часть амплифицированной ДНК своим сотрудникам из Института репродуктивной генетики в Чикаго для тестирования PGD на ганглиозидоз GM1. У них было достаточно остатков ДНК, чтобы проверить ее на анеуплоидию, используя тест под названием 23-хромосомный микрочип на эмбрионах, тест, разработанный Кернсом.
Из десяти эмбрионов ЭКО, которые они протестировали, они обнаружили, что, хотя только два были затронуты ганглиозидозом GM1, еще три были анеуплоидными, в результате чего у них осталось только пять здоровых эмбрионов, доступных для переноса в матку. Один из здоровых эмбрионов был передан матери, которая впоследствии забеременела. "Сила этого метода заключается не только в его способности обнаруживать два разных вида генетических изменений, причиняя минимальный вред эмбриону, но и в скорости, с которой он может быть завершен," говорит Кирнс. "Это позволяет своевременно перенести эмбрион обратно матери."
С момента публикации этого исследования в Интернете в декабре 2010 года Кирнс, который также руководит Центром преимплантационной генетики Shady Grove в Роквилле, штат Мэриленд, предложил комбинированное тестирование PGD и анеуплоидии еще семи парам. Пять из этих семи пар достигли беременности с помощью этой техники, и одна пара планирует перенести эмбрион в ближайшем будущем. Говоря об одной из пар, он говорит:, "Я очень рада за эту пару. Она 39-летняя женщина, которая является носительницей синдрома ломкой Х-хромосомы (генетическое заболевание, вызывающее психические расстройства), и у нее было два выкидыша в первом триместре. Мы проделали с ней ту же методику, и теперь она беременна. Это впечатляюще."
И они не останавливаются на достигнутом. Кернс и Брезина пытаются улучшить существующие технологии, чтобы они могли более точно определять генетические аномалии эмбрионов ЭКО. "ЭКО будет становиться все более актуальным с течением времени и по мере того, как оно становится все лучше и лучше," говорит Брезина. Он добавляет "Возможность узнать подробную информацию об эмбрионах, которые вы вводите обратно, – это мощная вещь."