Преимплантационная генетическая диагностика или Preimplantation Genetic Diagnosis PGD – это динамично развивающийся метод искусственного воспроизводства и молекулярной биологии, который включает в себя генетическое исследование эмбрионов до их введения в матку.

Генетическое исследование проводится у эмбрионов пар с предрасположенностью к рождению ребенка с каким-либо наследственным заболеванием, например, средиземноморская анемия и кистозный фиброз. В этом случае пара не имеет проблем с фертильностью, а подвергается обычному циклу экстракорпорального оплодотворения, с тем, чтобы осуществить генетическое исследование ее эмбрионов и ввести только здоровые эмбрионы в матку потенциальной матери. Главной задачей преимплантационной генетической диагностики является рождение здорового ребенка и избежание прерывания патологических беременностей, которые могут возникнуть в результате естественного зачатия из-за истории наследственных заболеваний.

Гены являются частицей нашего генетического материала (ДНК) и дают информацию о структуре и функциях всех характеристик нашего организма. От наших родителей мы наследуем одинаковое количество ДНК и, таким образом, гены, которые контролируют каждую нашу характерную особенность, имеются в наших клетках дважды (по одному от каждого родителя, яйцеклетки и сперматозоида). Человек имеет около 25000 генов. Конкретные изменения в последовательности гена называются мутациями и могут оказать влияние на его физиологическую функцию, превратив его в «патологический».

Мутации могут возникнуть у человека впервые или наследоваться из поколения в поколение. Примеры заболеваний, проявление которых является результатом мутаций в деятельности всего лишь одного гена (они называются моногенными) – это кистозный фиброз, спинальная мышечная атрофия и синдром хрупкой х-хромосомы. ПГД может быть использована при выявлении вышеуказанных заболеваний у эмбрионов, которые появляются в ходе цикла экстракорпорального оплодотворения. Эмбрионы, которые считаются здоровыми после исследования, вводятся в матку потенциальной матери с целью наступления беременности.

Для ПДГ необходимо оборудование и ноу-хау лаборатории молекулярной генетики. Все протоколы ПДГ моногенных заболеваний основаны на цепной реакции полимеразы (Polymerase Chain Reaction, PCR). Проблема, которая возникает в ходе этого генетического исследования, заключается в том, что исследуемая ДНК происходит всего из одной клетки, что может привести к неудаче при амплификации ДНК (amplification failure) или к неэквивалентной амплификации ДНК от двух аллелей гена (выпадение одного аллеля, ADO ) или,и его загрязнению чужой ДНК. Все это может привести либо к невозможности диагностирования, либо к неправильному диагнозу.

Чтобы избежать вышесказанного, необходимо правильное планирование, рассчитанное на данное заболевание – прежде чем начать цикл ПГД, при котором следует принять во внимание ограниченное количество генетического материала, имеющегося в наличии для генетической диагностики, невозможность получения более одной реакции PCR, а также особенности самого заболевания, как, например, размер гена, отвечающего за заболевание, количество и место мутаций в гене. Кроме того, проектируется специальный зонд, уникальный для каждой пары, с тем, чтобы использовать его при ПГД эмбрионов.

При проектировании зонда можно попросить кровь у родителей и других членов семьи (страдающих или не страдающих от заболевания). Там, где это возможно, проводится также проверка на полиморфные микросателлитные последовательности или маркерные изменения, которые находятся рядом или/и в самом этом гене с целью косвенного генетического диагностирования с помощью анализа на выявление генетической связи. Анализ большего количества информационных полиморфных зон в гене повышает точность результата ПГД, поскольку он снижает вероятность неправильного диагноза из-за неэквивалентной амплификации ДНК из аллелей гена (allelic drop-out, ADO). С помощью этого метода надежность ПГД увеличивается до 98-99%. Кроме того, облегчается разработка протоколов широкого применения по каждому заболеванию, ограничивая необходимость разработки протоколов, рассчитанных на отдельные случаи.

Время разработки протоколов для применения ПГД может продолжаться от 2 недель до 3 месяцев, и пара не может начать цикл экстракорпорального оплодотворения до его завершения.

ПГД предлагается парам с высоким риском рождения ребенка с моногенным заболеванием. Некоторые заболевания передаются по наследству аутосомно-доминантным способом страдающим от заболевания родителем, в то время как другие передаются аутосомно-рецессивным способом, что означает, что они передаются по наследству обоими родителями, которые не страдают от болезни, но являются ее носителями. Другие состояния передаются сцепленно с полом и передаются по наследству либо носителем, либо страдающим от заболевания отцом или матерью. Кроме того, имеются генетические заболевания, которые не вызваны мутациями генов и не могут быть выявлены с помощью ПГД. Пары с фертильностью и историей передачи генетического заболевания могут подвергнуться ПГД, задачей которой является избежание передачи серьезных болезней, которые порождают проблемы здоровья у следующих поколений.
В «ЭМБРИОГЕНЕЗЕ» мы можем применять ПГД как при часто, так и при редко встречающихся наследственных заболеваниях с известными генетическими нарушениями, как показано в списке.
Список наиболее часто встречающихся моногенных заболеваний
• Средиземноморские заболевания (β-средиземноморская анемия)
• Кистозный фиброз
• Аутосоматически-доминантная поликистозная болезнь почек
• Аутосоматически-рецессивная поликистозная болезнь почек
• Мышечная дистрофия Беккера
• Синдром Марфана
• Синдром Фабри
• Семейная гиперплазия надпочечников (ген CYP21A2)
• Болезнь Шарко-Мари-Тута, тип 1A
• Мышечная дистрофия Дюшенна
• Семейный амилоидоз почек
• Синдром хрупкой х-хромосомы
• Гемофилия А (F8)
• Гемофилия Β (F9)
• Хорея Хантингтона
• Множественная эндокринная неоплазия типа 2A
• Миотоническая дистрофия типа Ι (DΜI)
• Нейрофиброматоз типа Ι (ΝF I)
• х- сцепленная адренолейкодистрофия

Каковы преимущества центра «ЭМБРИОГЕНЕЗ» для прохождения цикла ПГД

• Выявление больных эмбрионов до их введения в матку
• Индивидуализированная разработка протокола по каждой болезни и каждой паре
• Оперативная разработка протокола
• Лечение почти всех известных генетических заболеваний
• «Эмбриогенез» был первым центром экстракорпорального оплодотворения в Греции, где была применена преимплантационная генетическая диагностика для выявления β-средиземноморской анемии. Наш опыт в проведении таких диагностических генетических исследований в настоящий момент насчитывает 17 лет
• Возможность лечения редких генетических заболеваний
• Подход к каждой паре как к особому случаю

1. Необходимо ли выявление конкретной мутации, с которой связано моногенное заболевание до применения ПГД?
В большинстве случаев необходим молекулярный анализ, который выявляет мутацию. Однако в отдельных случаях может быть достаточно клинического диагноза и семейной истории болезни.
2. Может ли применение преимплантационной генетической диагностики сочетаться с хромосомным генетическим исследованием эмбрионов?
Анеуплоидии – это нарушения числа хромосом у эмбрионов, с которыми связано 60-70% выкидышей в течение первых трех месяцев беременности у человека. Характерная и распространенная анеуплоидия, которая доходит до рождения - это синдром Дауна. Вероятность появления эмбрионов с анеуплоидией возрастает по экспоненте с возрастом потенциальной матери. Итак, цель исследования на анеуплоидии преимплантационно (pgs) – это избежание выкидыша в течение первых трех месяцев беременности по причине хромосомного нарушения или даже вероятное прекращение жизни эмбриона с нарушением числа хромосом в результате дородового исследования. «Эмбриогенез» предлагает одновременное проведение исследования хромосом и моногенных заболеваний, если потенциальная мать находится в солидном возрасте или/и имелись выкидыши в течение первых трех месяцев беременности. Исследование может быть проведено на том же образце биоптического материала без какой-либо опасности.
3.Через какой промежуток времени после завершения разработки протокола ПГД можно провести цикл эстракорпорального оплодотворения?
Пара может начать цикл искусственного воспроизводства сразу же после завершения разработки протокола ПГД.
4. Если ранее был проведен цикл с ПГД, необходимо ли подождать какое-то время, чтобы был разработан новый протокол перед новой попыткой эстракорпорального оплодотворения?
Нет необходимости разрабатывать новый протокол и ждать в случаях, при которых ранее был проведен цикл с ПГД и протокол был испробован. Пара может начать новую попытку эстракорпорального оплодотворения в любое время по своему желанию.
5. Н а каком этапе развития эмбриона следует производить забор биологического материала?
Забор биологического материала может производиться на двух разных этапах:

а) биопсия бластомера (cleavage stage embryo biopsy)
Биопсия благостомера проводится на третий день после оплодотворения, когда эмбрион находится на этапе 6-8 клеток. Бластомер – это несформированная эмбриональная клетка, которую можно относительно легко выделить, так как на этом этапе развития клетки пока еще не развили мощных связей, которые создаются при дроблении. Благодаря этому методу имеется достаточно времени, чтобы завершить диагностику до введения эмбриона, что происходит на четвертый или пятый день развития эмбриона.

б) биопсия клеток бластоцисты
Биопсия клеток бластоцисты осуществляется на пятый день после оплодотворения и относится к забору клеток из внеклеточной массы бластоцисты, которая в продолжение превратится в трофобласты эмбриона. Она предоставляет то преимущество, что позволяет проводить биопсию большего количества клеток для генетического анализа (5-20 клеток), облегчая диагностирование. Забор большего числа клеток обеспечивает более репрезентативную картину эмбриона в клетках, которые подвергаются анализу, ограничивая опасность ошибки по причине мозаицизма (сосуществования двух или большего числа рядов клеток, которое встречается у~50-70% эмбрионов преимплантационно). Помимо этого, бластоцисты, которые подверглись биопсии, имеют большую вероятность имплантирования по сравнению с трехдневными эмбрионами. Несмотря на все это, имеются также и недостатки, как, например, трудность проведения биопсии на этом этапе развития эмбриона, меньшее число доступных эмбрионов (менее 50% доходит до этого этапа развития) и ограниченное время, которое имеется для генетической диагностики.