Fish метод в цитогенетике

Исследование гоносом FISH-методом у преимплантационных эмбрионов

Fish метод в цитогенетике

Данная статья описывает исследование преимплантационных эмбрионов с помощью FISH-метода (fluorescent in situ hybridization) у супружеских пар, проходящих лечение бесплодия методом экстракорпорального оплодотворения (ЭКО).

Суть исследования

Проводили определение пола у 360 эмбрионов, полученных у 42 супружеских пар в 60 циклах стимуляции суперовуляции в программе ЭКО.

После биопсии и фиксации бластомеров пригодным к проведению диагностики оказалось 281 ядро, из них 217 (77,2%) не несли хромосомной патологии. 104 ядра содержали женский набор хромосом, 113 –мужской.

В 64 ядрах (22,8%) были выявлены различные виды анеуплоидии гоносом. Дальнейшее развитие эмбрионов после проведения биопсии бластомера наблюдалось в 79%.

В 10 циклах стимуляции из 60 перенос не производился в связи с отсутствием эмбрионов нужного пола. Беременность наступила в 17 циклах (28% на цикл стимуляции и 34% на перенос эмбрионов). Из 13 клинически подтвержденных беременностей 4 прервались в 1-ом триместре, 1 –во 2-ом. 8 беременностей закончились рождением 10 (2 двойни) здоровых детей желаемого пола.

Из 64 ядер, содержащих хромосомную патологию, 19 (29,7%) имели моносомию X-хромосомы, 8 (12,5%) – моносомию Y-хромосомы. Трисомия была отмечена в 28 случаях (43,8%), полисомия в 8 (12,5%). Таким образом, полученные данные показали, что моносомия и трисомия являются наиболее частой хромосомной патологией гоносом.

Преимплантационная генетическая диагностика (ПД) возникла более 40 лет назад. Впервые R.Edwards и R.Gardner применили ее в 1967 г. для определения пола эмбрионов кролика. Уже тогда возникла идея использования данной технологии у человека для предотвращения передачи наследственных заболеваний от родителей детям.

Однако такая возможность появилась только спустя 20 лет, когда в начале 90-х годов была разработана техника полимеразной цепной реакции (ПЦР), позволяющей выявлять мутации в единичных клетках [2]. Впервые ПЦР для проведения ПД в клинической практике применили A.Handyside и соавторы в 1990 г.

, выявив специфические последовательности для Y-хромосомы при определении пола эмбрионов у супружеских пар с X-сцепленными заболеваниями. С развитием науки от проведения ПЦР постепенно стали отказываться в пользу другого метода — флюоресцентной (нерадиоактивной) гибридизации in situ (FISH).

Преимущество данного метода состояло в возможности одновременного определения как X-, так и Y-хромосомы. Кроме того, стало возможным определять не только пол эмбрионов, но и выявлять анеуплоидии половых хромосом (гоносом).

На современном этапе развития медицины для определения пола преимплантационных эмбрионов используют молекулярно-цитогенетический метод FISH.

Данный метод имеет ряд преимуществ перед другими способами молекулярной гибридизации: для генетического исследования методом FISH не требуется получения большого количества биологического материала, выделения ДНК из клеток, а также использования радиоизотопа P32. С помощью этого метода можно анализировать хромосомы на всех стадиях клеточного цикла, в том числе в интерфазе.

Его принцип основан на специфической гибридизации определенных участков хромосом с флюоресцентно-меченными зондами. Метод позволяет определить структурные перестройки хромосом и выявить число их копий в интерфазных ядрах по флюоресценции зондов.

ПД молекулярно-цитогенетическим FISH-методом с определением пола, выявлением анеуплоидии и различных транслокаций в эмбрионах занимает большую часть от общего числа проводимой диагностики в рамках программ ВРТ. В большинстве клиник основными показаниями для определения пола эмбрионов являются: наличие рецессивного Х-сцепленного заболевания, наличие делеций в Y хромосоме, а также желание родителей.

Исследуя пол у эмбрионов, все авторы отметили у них высокий уровень анеуплоидии гоносом и мозаицизм. По данным разных авторов, клеточный мозаицизм у преимплантационных эмбрионов может наблюдаться до 50% случаев.

Эти исследования подтвердили, что высокая доля хромосомных нарушений, выявленная у эмбрионов, не связана с недостатками методики FISH, а соответствует истинному кариотипу исследуемых клеток.

Полученные результаты указывают на то, что при проведении преимплантационной генетической диагностики супружеским парам с целью определения пола эмбрионов необходимо одновременно исследовать их на наиболее распространенные трисомии.

Цель исследования

Определение пола эмбрионов и выявление патологии в комплексе гоносом.

Материалы и методы

В отделении вспомогательных технологий в лечении бесплодия НЦ АГиП им.академика В.И.Кулакова были проанализированы результаты проведения преимплантационной генетической диагностики (ПГД) с определением пола эмбрионов 42 супружеских пар по желанию пациентов.

На момент исследования 2 пары были фертильны, остальные проходили лечение по программе ЭКО и ПЭ в связи с первичным или вторичным бесплодием. Средний возраст пациенток составил 32 года (от 23 до 43 лет). Исследование эмбрионов проводили с помощью FISH-метода.

Определение пола эмбриона проводили на ядрах бластомеров. Биопсия бластомера осуществлялась с помощью микроманипулятора.

Для получения биологического материала прежде всего проводили пенетрацию наружной оболочки эмбриона (zona pellucida) до размера, достаточного для аспирации бластомера аспирационной микроиглой (20-40 мкм). Вскрытие zona pellucida осуществляли с помощью лазерного луча.

Бластомер, содержащий четко видимое ядро, аспирировали в просвет микроиглы, соединенной с микрошприцем (50-100 мкл). Биопсированный бластомер помещали на предметное стекло, фиксировали и выполняли процесс гибридизации ДНК хромосом, содержащихся в ядре, и ДНК-зонда.

Использовали зонды к X- и Y- хромосомам (фирма ABBOTT). Готовый препарат анализировали с помощью люминесцентного микроскопа (фирма Zeiss), при использовании которого каждая хромосома имеет свой, отличный от других, цвет свечения.

Результаты

Всего в 60 циклах стимуляции суперовуляции у 42 женщин было получено 520 ооцитов, после оплодотворения которых развился 371 эмбрион (71,3%). Биопсия бластомеров была проведена у 360 эмбрионов (11 эмбрионов были разрушены в ходе биопсии).

При исследовании 281 ядра, принадлежащего одноядерным бластомерам, нормальный набор по изучаемым хромосомам был определен в 217 из 281, что составило 77,2%, а в 64 отмечали различные типы анеуплоидии (22,8%). Женский набор хромосом был определен в 104 наблюдениях, мужской – в 113.

Среди выявленной патологии по изучаемым хромосомам наибольшая доля принадлежала моносомии X-хромосомы –29,7% (в 19 наблюдениях из 64). Моносомия Y-хромосомы была отмечена в 8 случаях (12,5%).

Таким образом, общий уровень моносомии составил 42,2% (в 27 случаях из 64). Трисомия гоносом среди случаев выявленной анеуплоидии была отмечена в 28 наблюдениях, что составило 43,8%.

Полисомия гоносом составила 12,5% (в 8 наблюдениях из 64).

После проведения процедуры забора бластомера дальнейшее развитие среди пригодных для биопсии эмбрионов наблюдали в 79% случаев. Из 60 случаев проведенной диагностики отмена переноса в связи с отсутствием нужного пола была в 10 случаях.

Всего беременность наступила в 17 проведенных циклах, что составило 28% на цикл стимуляции и 34% на перенос эмбрионов. Из 13 клинических беременностей 4 остановились в развитии в 1-ом триместре беременности, 1 прервалась во 2-ом.

8 беременностей завершились родами, родилось 10 здоровых детей нужного пола (в 2-х случаях –двойни).

Выводы

Полученные нами данные показали, что проведение ПГД FISH-методом может успешно использоваться с целью определения пола эмбрионов и дальнейшего переноса в полость матки эмбриона желаемого пола.

Кроме того, определение пола FISH-методом позволяет выявить патологию гоносом, что предотвращает перенос эмбриона с хромосомной патологией в полость матки пациентки, раннюю гибель эмбриона или рождение больного ребенка.

Однако, учитывая наличие мозаицизма в эмбрионе, даже после проведения ПГД рекомендована пренатальная диагностика для исключения рождения ребенка с хромосомными нарушениями.

Хотите записаться на прием?

Врачи, выполняющие процедуру

Врач-генетик

Филиал Юго-Западный

9 лет опыта

отзывы

Цены на медицинские услуги

Консультация врача-генетика

Акции в Нова Клиник

Вернуться к списку

Источник: https://nova-clinic.ru/statyi/issledovanie-embrionov-fish/

Клиника ЭКО | FISH и NGS

Fish метод в цитогенетике

Преимплантационная генетическая диагностика (тестирование) эмбрионов — определение генетической патологии эмбрионов на стадии доимплантационного развития.

На сегодняшний день репродуктивная медицина и эмбриология предоставляют несколько технологий генетической диагностики эмбрионов до переноса в полость матки. В Клинике МАМА представлен спектр программ преимплантационной генетической диагностики.

Какая именно технология оптимальна для Вашей семьи — зависит от целого ряда факторов, которые учитывают наши специалисты: репродуктолог, андролог, генетик и, конечно же, эмбриологи.

{vivod-form-priem}

Наши пациенты всегда получают полную информацию о технологиях, применяемых в Клинике, каждом этапе проводимого протокола экстракорпорального оплодотворения. Если Вы только планируете лечение у нас — знакомим Вас с возможностями преимплантационной генетической диагностики в Клинике МАМА:

  • преимплантационный генетический скрининг (ПГС) — определение спонтанной генетической патологии у эмбрионов;

  • преимплантационная генетическая диагностика (ПГД) — определение конкретного наследственного синдрома или заболевания, которое эмбрион может унаследовать от родителя с известной генетической патологией.

ВАЖНО: часто термин «ПГД» используют, обобщая различные методики: преимплантационный генетический скрининг (ПГС) и непосредственно ПГД эмбрионов.

Показания к проведению генетической диагностики эмбрионов

Преимплантационный генетический скрининг эмбрионов в программе экстракорпорального оплодотворения может быть рекомендован как оптимальная технология оценки генетического статуса эмбрионов в следующих случаях:

  • возраст женщины старше 36 лет (по данным ВОЗ риск рождения ребенка с анеуплоидией — аномальным набором хромосом, например, трисомией по 21 хромосоме, что приводит к рождению ребенка с синдромом Дауна, составляет 1/385 в возрасте 30 лет, 1/63 в возрасте 40 лет и 1/19 в возрасте 45 лет);

  • неудачные протоколы ЭКО в анамнезе;

  • привычное невынашивание беременности;

  • рождение ребенка (или беременность) с хромосомной патологией при нормальных кариотипах у родителей;

  • наличие негативных факторов внешней среды в условиях работы или проживания;

  • прием некоторых лекарственных препаратов в анамнезе;

  • вредные привычки.

Преимплантационная генетическая диагностика эмбрионов, направленная на выявление передачи генетической патологии по наследству, может быть рекомендована, если у одного/обоих будущих родителей, а также кровных родственников семьи по обеим линиям:

  • Робертсоновская транслокация;

  • аномалия половых хромосом;

  • реципрокная транслокация;

  • моногенное заболевание.

ВАЖНО: в каждом случае генетической патологии у родителей необходим индивидуальный подход при выборе алгоритма ПГД.

Скрининг методом FISH:

скрининг наиболее часто встречающихся численных хромосомных аномалий методом FISH (Fluorescence In Situ Hybridization) — флуоресцентная in situ гибридизация — «золотой стандарт» генетической диагностики во всем мире на сегодняшний день.

Суть метода заключается в том, что в ядро эмбриональной клетки внедряют специально подобранные для каждой хромосомы ДНК-зонды, окрашенные различными флуоресцентными (светящимися) красителями. Происходит гибридизация ДНК-зонда со «своей» хромосомой.

Результат этой гибридизации обнаруживают с помощью люминесцентного микроскопа, а при использовании регистрирующей оптики и специального программного обеспечения получают изображение ядра с флуоресцентными сигналами — «фотографию» исследуемых хромосом.

Анализ полученного изображения позволяет выявить возможные хромосомные нарушения.

В скрининговую панель включено определение 5 хромосом: половые (X, Y), 13, 18 и 21. Исследование именно этих хромосом позволяет исключить наиболее частые генетические синдромы новорожденных — Дауна, Патау и Эдвардса, а также анеуплоидии половых хромосом, которые занимают первое место по частоте встречаемости.

Кроме того, метод позволяет выявить моносомии и нарушение плоидности у эмбриона — моно- , три- и полиплоидию — основные генетические причины спонтанного прерывания беременности. Диагностика методом FISH по 5 хромосомам позволяет исключить до 95% хромосомных патологий, встречающихся у новорожденных или при прервавшейся беременности.

Для данной FISH диагностики мы проводим биопсию эмбриональных клеток (4 сутки развития эмбриона). Сама процедура выполняется в интервале от 12 до 48 часов после биопсии и к моменту переноса эмбрионов, на 5-6 сутки развития уже известен результат генетического скрининга.

Полногеномный скрининг методом NGS (Next Generation Sequencing):

новейшая молекулярно-генетическая технология, пришедшая на смену технологиям с использованием ДНК-микрочипов. В основе метода NGS полное геномное секвенирование нового поколения, буквенное прочтение ДНК-кода.

Метод является высокочувствительным и позволяет определить численные, а в ряде случаев и структурные аномалии всех 24 хромосом.

Для диагностики методом NGS мы также проводим биопсию эмбриональных клеток, которые служат материалом для анализа. После биопсии эмбрионы необходимо криоконсервировать до следующего цикла, когда будет известен результат генетического скрининга.

NGS при робертсоновской транслокации:

транслокация происходит только между двумя любыми хромосомами из группы D (акроцентрические хромосомы) — 13, 14, 15, 21 и 22.

Эмбрионы от родителя с робертсоновской транслокацией могут иметь нормальный набор хромосом (здоровы), могут нести сбалансированную робертсоновскую транслокацию (здоровы, но являются носителями), могут нести несбалансированную реципрокную транслокацию (больны или нежизнеспособны).

Ярким примером несбалансированной транслокации является так называемый семейный синдром Дауна, когда в семье из поколения в поколение могут быть частыми случаи рождения ребенка с трисомией 21 хромосомы. Такое бывает, когда у членов семьи присутствует сбалансированная робертсоновская транслокация с участием хромосомы 21.

Еще одна серьезная патология — синдром Патау, трисомия хромосомы 13, может быть следствием носительства родителем транслокации с участием хромосомы 13.

Эмбрионы с моносомией нежизнеспособны, поэтому в паре, где один из родителей является носителем робертсоновской транслокации, часто наблюдаются трудности в достижении беременности или привычное невынашивание.

Целью генетической диагностики при робертсоновской транслокации является выявление эмбрионов с несбалансированной транслокацией, которая является причиной моносомии или трисомии. Наличие транслокации является пусковым механизмом для формирования анеуплоидий по любой другой хромосоме, в связи с этим при наличии транслокации оптимальным является метод NGS.

FISH при аномалии половых хромосом:

в большинстве случаев аномалии половых хромосом эта генетическая патология является причиной абсолютного бесплодия и таким пациентам рекомендовано ЭКО с использованием донорских половых клеток.

Бывают случаи, когда собственные половые клетки созревают, но генетическая аномалия в том или ином виде может быть передана ребенку. Это касается синдрома Клайнфельтера (одна и более дополнительных X хромосом у мужчины), а также дополнительные Х хромосомы у женщины.

Целью преимплантационной генетической диагностики при численной аномалии половых хромосом является выявление эмбрионов с анеуплоидией половых хромосом. Для этой цели оптимальным и достаточным является метод FISH.

NGS при реципрокной транслокации:

транслокация происходит между любыми хромосомами спонтанно, размер и положение транслоцированных фрагментов также являются случайными.

Носитель сбалансированной реципрокной транслокации является здоровым человеком, поскольку общее количество генетического материала не нарушено, изменено лишь его положение на хромосомах.

Но при созревании половых клеток у пациента генетический материал наследуется таким образом, что сперматозоиды или яйцеклетки, в большинстве случаев, несут несбалансированный набор — избыток или недостаток жизненно важных генов. Если в оплодотворении участвует такой сперматозоид или яйцеклетка, то эмбрион будет нежизнеспособный или может родиться тяжело больной ребенок.

Целью ПГД при реципрокной транслокации является определение эмбрионов с несбалансированным, аномальным генетическим набором.

Поскольку транслокация может затрагивать небольшие участки хромосом, для проведения точной диагностики необходим высокочувствительный молекулярно-генетический метод. На сегодняшний день таким является метод NGS.

Для каждого случая реципрокной транслокации специалисты подбирают оптимальные параметры секвенирования, с учетом величины транслоцированных участков и характера транслокации.

Для диагностики методом NGS мы также проводим биопсию эмбриональных клеток, которые служат материалом для анализа. После биопсии эмбрионы необходимо криоконсервировать до следующего цикла, когда будет известен результат генетической диагностики.

FISH и NGS при моногенном заболевании: 

моногенное заболевание вызвано нарушением (мутацией) в определенном гене. На сегодняшний день описано около 4000 моногенных заболеваний, большинство из которых встречаются редко — 1/6000.

Принципы наследования моногенных заболеваний подчиняются классическим законам генетики, сами заболевания классифицируются по типу наследования:

  1. Аутосомно-доминантный тип — носитель мутантного гена всегда болен, поэтому о риске рождения больного ребенка в семье известно заранее. Вероятность рождения ребенка с патологией составляет 50%.

    В этом случае необходимо обследование носителя заболевания с целью точного определения мутации.

    После получения исчерпывающей информации о характере и положении мутации, молекулярные генетики создают индивидуальную тест-систему для диагностики заболевания у эмбрионов, или же предлагают уже известную тест-систему, если таковая описана и имеется в особых базах данных (генетических библиотеках).

    Диагностику проводят методом NGS.

  2. Аутосомно-рецессивный тип — носитель мутантного гена здоров, но может передать его ребенку. Если оба родителя являются носителями одного заболевания, то ребенок, получивший две копии мутантного гена — по одной от каждого из родителей, будет болен.

    Как правило о носительстве моногенного заболевания с таким типом наследования супруги узнают уже после рождения в семье ребенка с патологией. Риск рождения больного ребенка составляет 25%.

    В данном случае необходимо доскональное обследование семьи — родителей, рожденного ребенка (если есть), дедушек и бабушек, братьев и сестер — чем больше членов семьи будет обследовано, тем достовернее будет результат.

    Обследование включает в себя генетическую диагностику возможных носителей заболевания, составление генеалогической истории заболевания.

    После получения исчерпывающей информации о характере и положении мутаций со стороны обоих родителей молекулярные генетики создают индивидуальную для данной семьи тест-систему, которую используют для проведения ПГД. Диагностику проводят методом NGS.

  3. Моногенное заболевание, сцепленное с полом — мутантный ген расположен на половой хромосоме, заболевание проявляется у людей определенного пола.

    Поскольку заболевание передается только людям определенного пола, необходимым и достаточным в данном случае является выбор эмбрионов нужного пола, которому не передается заболевание. Определить пол эмбриона можно методом FISH.

Если Вам рекомендовано генетическое обследование, Вы планируете посетить врача-генетика, Вам необходимо проведение преимплантационной генетической диагностики в программе ЭКО — в Клинике МАМА Вам окажут экспертную медицинскую помощь. Задать интересующие Вас вопросы и записаться на прием можно по телефону +7 495 921 43 26, оставив заявку на обратный звонок, а также воспользовавшись нашим онлайн-сервисом «Бесплатная консультация».

Источник: https://www.ma-ma.ru/services/geneticheskaya_diagnostika/fish-i-ngs/

Ваше здоровье
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: