ПГД эмбриона при ЭКО - что это такое?

Когда началось использование ПГД в медицине?

Использование ПГД стало возможным только после того, как была разработана полимеразная цепная реакция, позволяющая анализировать структуру ДНК. Кроме того, проведение этой дополнительной вспомогательной репродуктивной технологии невозможно без ЭКО.

Поэтому впервые ПГД была использована в 1989 году. Был проведен анализ бластомера (клетки) эмбриона, пребывающего на стадии дробления. Он состоял из 6-8 одинаковых клеток. Процедура была выполнена успешно. У супружеской пары, имевшей повышенный риск Х-сцепленного заболевания, в 1990 году родился здоровый ребенок.

В 1992 году впервые была проведена ПГД моногенного заболевания (муковисцидоз). Некачественный эмбрион был отбракован. Женщине перенесли эмбрион без генетических заболеваний и мутаций, и у неё родился здоровый ребенок.

В 2012 году для диагностики хромосомных аномалий начал широко применяться метод FISH. С этого момента метод сравнительной гибридизации стал вытесняться из медицинской практики.

Кому требуется ПГД эмбриона при ЭКО?

Ежегодно в России тысячи детей рождаются после ЭКО. Но не всегда во время этой процедуры выполняется преимплантационная генетическая диагностика. ПГД проводится по показаниям. Основные из них:

• носительство хромосомной аберрации или генетического заболевания у одного или обоих будущих родителей;
• возраст женщины более 35 лет;
• возраст мужчины 40 и более лет;
• тяжелые нарушения сперматогенеза у мужчины;
• привычное невынашивание беременности (2 и более случая перинатальных потерь в анамнезе);
• 3 и более неудачных попыток ЭКО;
• необходимость предотвращения возможного резус-конфликта;
• отягощенный семейный анамнез (выкидыши, мертворождения, хромосомные мутации и т.д. среди ближайших родственников супругов).

Возраст женщины – один из весомых факторов риска генетических аномалий у ребенка. Поэтому даже при отсутствии в анамнезе перинатальных потерь и неудачных ЭКО, после 35 лет лучше провести ПГД.

По статистике, риск рождения ребенка с хромосомными аберрациями составляет для женщин разного возраста:

• в 30 лет – 0,26%;
• в 40 лет – 1,6%;
• в 45 лет – 5,26%.

Таким образом, в 45 лет одна из 19 беременностей заканчивается выкидышем или рождением больного ребенка по причине хромосомных перестроек. Эти последствия можно предотвратить с помощью ПГД.

Почему возникают мутации?

Мутации – не такое редкое явление, как многие считают. Около 70% эмбрионов не реализуются в беременность именно по причине генетических дефектов. Чаще всего после оплодотворения такая яйцеклетка погибает до имплантации. То есть, она не встраивается в стенку матки. Если же это происходит, велик риск самопроизвольного аборта. На определенном этапе плод перестает развиваться. Это обычно происходит в первом триместре, когда закладываются основные органы и ткани. Реже хромосомные мутации оказываются совместимыми с жизнью. Тогда у пары рождается больной ребенок.

Причины мутаций – это нарушение процесса дозревания яйцеклеток или сперматозоидов. В 85% случаев дефектные гены несут женские клетки, ещё в 15% – мужские. Причина заключается в том, что яйцеклетка – более сложная структура. Поэтому при её производства у организма больше шансов допустить ошибку.

Мутации могут быть спонтанными или наследуемыми. Хромосомные мутации обычно спонтанные. По наследству они передаются очень редко. А вот генные – наоборот, чаще наследуются. Таких заболеваний существует огромное количество. Проверить эмбрион на их все невозможно. Поэтому перед ПГД супружеская пара проходит генетическое консультирование, чтобы знать, какие именно болезни следует искать.

Когда риск генетических проблем у ребенка считается высоким?

Процедура ПГД не выполняется всем подряд. Её делают только тем, когда относят в группу. Таких групп две:

• родители, которые могут передать ребенку наследственную патологию;
• высокий риск образования анеуплоидных гамет при нормальном кариотипе.

ПГД при ЭКО всегда проводится носителям генных и хромосомных аномалий. Существует очень большая вероятность, что они будут переданы ребенку. Поэтому при проведении ПГД при ЭКО многие эмбрионы будут отбракованы. Их не станут переносить в матку. Соответственно, не родятся дети с генетическими или хромосомными мутациями, которые напрямую наследуются от родителей.

В число заболеваний, при которых делают ПГД эмбриона, входят:

• моногенные болезни: (аутосомно-рецессивные, аутосомно-доминантные, сцепленные Х‑ или Y половой хромосомой);
• структурные или числовые аберрации хромосом.

Пациенты с подозрением на мутации в хромосомах подлежат обследованию у генетика. Многие хромосомные патологии обнаруживаются в анализе крови, которые супруги могут сдать в случае повторяющихся неудачных ЭКО или привычных выкидышей. Однако иногда они в ходе генетической диагностики не выявляются. Бывают случаи механицизма – когда часть клеток у человека имеют хромосомные аберрации, а другие нормальные. В такой ситуации поможет консультация на приеме генетика, исследование материала абортусов или эмбрионов.

Вторая группа пациентов, нуждающихся в предимплантационной генетической диагностике, это люди с высоким риском по образованию анэуплоидных гамет. При этом у них может сохраняться нормальный соматический кариотип. То есть, набор хромосом в неполовых клетках соответствует норме.

Такую генетическую диагностику называют предимплантационным скринингом. В ходе ПГД при ЭКО у всех эмбрионов считают количество хромосом, определяют их структуру. В разных клиниках используются разные диагностические подходы. Число хромосом, на которые проводят ПГД при ЭКО, может быть различным. Проверяют от 8 до 22 пары. При проведении генетической диагностики на меньшее количество хромосом проверяются те из них, в которых мутации бывают чаще всего. Если же используется максимальное исследование, оно может стоить дороже, но обнаруживает даже те аберрации, которые наблюдаются реже.

Установлено, что исследование всего 5 пар хромосом в ходе ПГД при ЭКО позволяет обнаружить 40% всех мутаций у эмбрионов, достигших стадии бластоцисты. Оценка состояния 12 хромосом обнаруживает 90% хромосомных перестроек.

В группу высокого риска по анэуплоидиям входят по возрасту, отягощенному анамнезу (неудачные ЭКО, выкидыши) или результатам спермограммы (тяжелые нарушения с выраженной олигоастенотератозооспермией с высокой вероятностью приведут к хромосомным аберрациям у плода). Поэтому такие пациенты нуждаются в генетической диагностике. Перед тем как направлять супругов на ПГД при ЭКО, стоит сделать анализ кариотипа.

На генетический скрининг приходится около 60% всех проводимых в мире ПГД при ЭКО. Эта процедура имеет высокую эффективность, так как многие неудачные попытки искусственного оплодотворения и минимум 50% всех выкидышей ранних сроков обусловлены именно хромосомными аберрациями эмбрионов.

Диагностика каких заболеваний проводится с помощью ПГД эмбриона?

С помощью ПГД проводится диагностика огромного количества различных заболеваний. Это хромосомные или моногенные патологии. Диагностика проводится как эмпирически, так и целенаправленно. Эмпирическая диагностика используется в случаях, когда у родителей или их родственников не обнаружены какие-либо наследственные заболевания. Тогда эмбриологи ищут те болезни, что чаще всего встречаются. В иных случаях путем генетического консультирования врачи устанавливают, что родители могут быть носителями генов:

• муковисцидоза;
• гемофилии;
• фенилкетонурии;
• тугоухости;
• серповидно-клеточной анемии;
• миодистрофии Дюшенна;
• болезни Гоше и т.д.

Количество генных заболеваний, на которые проводится обследование эмбриона, исчисляется сотнями.

Все пары исследуют на хромосомные аномалии. Это могут быть лишние или недостающие хромосомы, изменение их положения, обмен фрагментами генетического материала, отсутствие частей хромосом и т.д.

Наиболее частые патологии – это синдромы Патау, Дауна, Эдвардса, кошачьего крика, Клайнфельтера, Шерешевского-Тернера, Прадера-Вилли.

Когда проводится генетическая диагностика?

Исследоваться могут разные части женских половых клеток или эмбрионов. Используются три подхода:

• Исследование полярных телец. Это клеточные образования, возникающие при созревании ооцита. Они не играют роли в оплодотворении. Поэтому полярные тельца без ущерба для яйцеклетки могут быть удалены и исследованы. Метод позволяет получить информацию о хромосомном наборе женской гаметы. Но он не гарантирует полноценности генетического материала эмбриона.
• Исследование бластомера. Клетку эмбриона берут на 3 день его развития. В это время он имеет обычно от 6 до 8 клеток (бластомеров). Исследование позволяет определить большинство мутаций. Но имеет одно слабое место – не может быть определен мозаицизм. Это мутация, при которой разные клетки несут разный генетический материал.
• Исследование трофэктодермы. Это клетки эмбрионального происхождения, из которых образуется внешняя оболочка эмбриона. Данный способ диагностики проводится на 5 день, когда эмбрион пребывает на стадии бластоцисты. В этом случае ПГД при ЭКО может обнаружить и мозаицизм, потому что исследуются сразу несколько клеток. Но недостатком такой диагностики является необходимость заморозки эмбрионов, потому что анализ проводится от 1 до 3 дней. Таким образом, перенос приходится откладывать на следующий цикл. Впрочем, хотя это оборачивается дополнительными и финансовыми затратами для пары, на вероятность беременности влияние криоконсервации эмбрионов – только положительное. В криоцикле больше шансов забеременеть, чем в «свежем» цикле, потому что врачам удается добиться наилучшей синхронизации состояния эндометрия и стадии развития эмбрионов.

Таким образом, ПГД при ЭКО можно проводить до оплодотворения, на 3 день развития эмбриона, а также на 5 дней. На практике чаще всего используют последний вариант. Потому что на 5 день исследование будет наиболее достоверным и информативным.

Читайте также: Какие эмбрионы лучше приживаются 3 или 5 дневные?

Какие преимущества даёт ПГД эмбриона при ЭКО?

При ЭКО обычно проводится оплодотворение 3-4 яйцеклеток, и затем они исследуются. Для имплантации выбирается та, которая после оплодотворения не содержит каких-либо генетических и хромосомных отклонений.

Вот основные преимущества, которые дает ПГД при ЭКО будущим родителям:

Эта процедура очень точная. Вероятность, что эмбрион с мутациями будет ошибочно классифицирован как здоровый, составляет в среднем 3,5%.

При этом недостатков ПГД практически не имеет. На стадии бластоцисты эмбрион состоит из одинаковых клеток. Поэтому взятие одной из них для проведения анализа никак не повлияет на дальнейшее развитие плода. Риск случайного повреждения эмбриона во время биопсии не превышает 0,5%, а в хорошей клинике с высококвалифицированными эмбриологами он близок к нулю.

ПГД при ЭКО получил разноречивые отзывы, и в целом эта методика дает возможность проводить качественную профилактику генетических и хромосомных заболеваний у будущего ребенка.

Какие методы используются?

В настоящее время существует 3 основных методики ПГД:

• ПЦР. Проводится только для выявления генетических заболеваний или отбора резус-совместимых эмбрионов. Позволяет анализировать последовательность нуклеотидов в структуре ДНК. Выявляет гены, ответственные за определенные заболевания.
• Сравнительная геномная гибридизация. Используется для выявления хромосомных аномалий. На микрочипе генетический материал клеток сравнивается с эталоном.
• FISH-диагностика. Одна из новых методик, занимающая минимум времени. Используется как альтернатива сравнительной геномной гибридизации. Применяются специальные ДНК-зонды, помеченные красителем и гибридизирующиеся с хромосомной ДНК. Затем при микроскопии определяются подсвеченные участки.

Результаты процедуры:

• шанс наступления беременности увеличивается в среднем на 10%;
• вероятность самопроизвольного аборта уменьшается в 2 раза;
• риск многоплодной беременности снижается в 2 раза;
• вероятность осложнений во время родов уменьшается на 20%;
• практически исключается риск хромосомных мутаций или генетических заболеваний (по крайней мере тех, на которые исследуют эмбрион в процессе ПГД).