Предимплантационная генетическая диагностика

Фото: Предимплантационная генетическая диагностика

Экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО ) с предимплантационной генетической диагностикой (ПГД) эмбрионов, подготовленных для подсадки — процедура, которая проводится с целью исключения наследственных болезней у плода. Данный способ используется для отбора здоровых эмбрионов, намного увеличивает шансы женщины забеременеть. Его применяют на практике многие известные клиники, занимающиеся экстракорпоральным оплодотворением. Суть методики заключается в том, что генетические болезни у зародыша определяются до его переноса в полость матки.

Преимплантационная генетическая диагностика эмбриона: общие сведения о процедуре

Преимплантационная генетическая диагностика эмбриона заключается в предварительном исследовании эмбриона, который потом будет имплантирован в матку. Мероприятие носит комплексный характер, помогает исключить наличие хромосомных аномалий у плода.

Генетическое исследование и ЭКО — взаимосвязанные процедуры, которые выполняются параллельно друг другу. Чтобы осуществить генетический анализ, медицинский специалист предварительно стимулирует женщине яичники. В результате такой работы активизируется выработка фолликулов, их количество значительно увеличивается и это помогает получить более точные результаты исследования. Риск нанесения травм эмбриону в ходе предимплантационного генетического анализа минимален (меньше 1%), потому что процедура проводится на самых ранних стадиях его развития (через несколько дней после оплодотворения).

ПГД перед проведением ЭКО представляет собой молекулярно-биологическое тестирование набора хромосом в клетках или яйцеклетках зародыша. Генетическое исследование зародыша помогает врачам:

  • выявить более 150 наследственных болезней;
  • свести к минимуму риски рождения малыша с патологиями;
  • повысить эффективность лечения бесплодия.

К особенностям процедуры можно отнести следующие факторы:

  • сокращение частоты невынашивания плода;
  • сохранение вероятности ложного результата тестирования (по сути, эмбрион здоров, однако генетический анализ демонстрирует признаки отклонения, или, наоборот, у зародыша есть генетические патологии, но в анализе их не видно), погрешность достигает 10-15%;
  • не существует точных доказательств того, что скрининг увеличивает вероятность наступления беременности.

Проведение ПГД никоим образом не нарушает протокол лечения женщины в рамках ЭКО . Все исследовательские манипуляции осуществляются в лаборатории. Единственный нюанс — экстракорпоральное оплодотворение, совмещённое с генетическим анализом, требует большего количества эмбрионов. Чтобы их получить, специалисту приходится стимулировать яичники пациентки более активно.

Современный генетический скрининг эмбриона помогает выявить не только ранние пороки развития плода, но и обнаружить особые гены, которые провоцируют развитие опухолевых новообразований в груди, кишечнике, яичниках и других органах взрослого человека.

Женщина, которая планирует делать ЭКО , может являться носителем геномных заболеваний. В этом случае врач проводит генетический анализ биполярных телец её яйцеклетки до оплодотворения. Данный способ является отличной альтернативой ранней пренатальной диагностике. Он помогает уберечься от прерываний беременности вследствие обнаружения у плода отклонений генетического характера.

Генетический анализ эмбриона при ЭКО даёт больше возможностей для определения пола будущего ребёнка во время скрининга. Специалисты используют эту информацию для предупреждения развития аномалий плода, связанных с его половой принадлежностью.

В целом методика генетического анализа зародышей перед искусственным оплодотворением яйцеклетки имеет право на существование. Правда, на практике оказывается, что она не совершенна.

Генетика эмбрионов при ЭКО : история возникновения

Метод предимплантационного диагностирования генетических патологий предполагает обнаружение отклонений развития, наследуемых зародышем по генетическому признаку, от родителей. Следует заметить, что у малыша не всегда проявляются симптомы генетических дефектов и мутаций, если его родители (или один из них) являются носителями плохих генов. Здесь всё зависит от их комбинации у крохи. Ребёнок может унаследовать от мамы и папы или рецессивный, или доминантный признак патологии. Например, если крохе передался доминантный ген, который преобладает над неизменённым, то риск проявления генетического заболевания достигает 50%. Если оба родителя являются носителями рецессивного гена, клинические симптомы генетической патологии у их малыша проявятся только при унаследовании сразу 2-х рецессивных генов. Определить комбинацию генетического материала, переданного от родителей зародышу, помогает генетика эмбрионов при ЭКО.

Идея выполнения предимплантационной генетической диагностики впервые возникла задолго до появления на свет первого малыша, зачатого искусственным путём. Работа над совершенствованием методики предварительного генетического исследования сформированных зародышей имеет следующие вехи.

  • 1967 год — учёные Р. Гарднер и Р. Эдвардс публикуют научную статью о выполнении биопсии зародышей кролика, которая помогла определить пол до их помещения в матку. В своей публикации исследователи говорят, что подобные процедуры в будущем можно проводить и для человека.
  • 1990-е годы. Появляется возможность проведения ПГД для людей. Процедура экстракорпорального оплодотворения достигла высокого технологического уровня, стала более совершенной. Успешно выполнена разработка полимеразной цепной реакции (ПЦР), благодаря чему стало возможным проведение анализов ДНК отдельных клеток живого организма.
  • 1989 год — предприняты успешные попытки определения пола у человеческого зародыша посредством ПЦР-анализа дробящихся клеток (бластомеров) эмбриона.
  • 1990 год — супружеские пары, имеющие риск генетических патологий по рецессивной, Х-сцепленной болезни, успешно прошли процедуру определения пола с применением технологии ПЦР-анализа, и после неё родили здоровых малышей.
  • 1990 год — впервые проведена диагностика моногенной патологии до оплодотворения яйцеклетки. В работе использовался метод ПЦР-анализа полярных телец из яйцеклетки.
  • 1992 год — на свет появился малыш, который, находясь в эмбриональном состоянии, прошёл процедуру ПЦД с диагностированием моногенной патологии (муковисцидоза).

Позже система предимплантационной генетической диагностики была усовершенствована. Для выявления хромосомных аномалий плода и пола зародыша стали использовать методику флуоресцентной гибридизации (FISH). В 2012 году метод FISH был признан устаревшим. Его постепенно вытесняет технология сравнительной геномной гибридизации. Но следует заметить, что полимеразная цепная реакция всё равно осталась основным способом определения моногенных болезней у зародышей, подготовленных к имплантации.

Цели проведения генетики эмбрионов при ЭКО

Генетический анализ при ЭКО проводится для достижения определённых целей.

  1. Сократить риск зачатия младенца с генетическими отклонениями у родителей, которые являются носителями некачественного генетического материала.
  2. Убрать эмбрионы, которые имеют генетическую предрасположенность к неизлечимым или плохо поддающимся терапии заболеваниям.
  3. Убрать зародыши, у которых обнаружены аномалии кариотипа.
  4. Определить резус-фактор эмбриона, чтобы появилась возможность исключить риски развития гемолитических патологий у младенца.
  5. Выяснить половую принадлежность будущего ребёнка и пресечь наследование генетических болезней, сцепленных с полом.
  6. Выяснить причины, по которым предыдущие попытки сделать ЭКО оказались безуспешными, а имплантация эмбриона не произошла.
  7. Выполнить процедуру HLA-типирования, которая поможет выбрать эмбрион для зачатия ребёнка-донора. Этот способ используют, если у родителей есть больной малыш, которому необходим донорский орган. По сути, зачатый посредством ЭКО младенец становится спасителем для своего брата или сестры.

Генетическое исследование сформированных эмбрионов способствует выявлению множества наследственных заболеваний. Например, ПГД моногенных патологий помогает обнаружить:

  • болезнь Тея-Сакса;
  • муковисцидоз;
  • миодистрофию Дюшенна;
  • гемофилию типа А;
  • серповидно-клеточную анемию.

Генетический анализ выявляет и хромосомные аномалии. Точнее, в лаборатории изучают зародыш на предмет наличия 9-ти хромосомных отклонений:

  • трисомия 21-й хромосомы (провоцирует развитие синдрома Дауна у плода);
  • патологии 18-й хромосомы (развитие синдрома Эдвардса);
  • патологии 16-й, 17-й, 18-й хромосом;
  • нарушения, связанные с 13-й хромосомой (у малыша диагностируется синдром Патау);
  • синдром Клайнфельтера;
  • синдром Шерешевского-Тернера;
  • отклонения в 22-й хромосоме (диагностирование у малыша синдрома «кошачьих зрачков»).

Предимплантационная генетическая диагностика также способствует выявлению:

  • почечного поликистоза;
  • торзионной дистонии;
  • анемии Фанкони;
  • фенилкетонурии;
  • миодистрофии;
  • пигментозного ретинита;
  • пузырчатки;
  • ретинобластомы;
  • ахондроплазии;
  • миопатии;
  • миодистрофии.

Генетический анализ эмбрионов при ЭКО : основные показания

Фото:Генетический анализ эмбрионов при ЭКО : основные показания

Проведение предимплантационной генетической диагностики рекомендовано одиноким женщинам или семейным парам, у которых существуют медицинские показания для такой процедуры. Генетическое исследование эмбриона перед подсадкой в матку проводится в следующих случаях.

  1. Родители (либо один из них) являются пассивными или активными носителями наследственных болезней. В связи с этим появляется большой риск, что серьёзные генетические патологии (моногенные или связанные с перестройкой хромосом), передадутся плоду.
  2. Возраст родителей. Предимлантационную генетическую проверку зародышей нужно проводить обязательно, если будущей матери — более 35 лет, а будущему отцу — 39-40 лет. Чем старше пациенты клиник репродуктологии, тем выше у них риск зачать малыша, имеющего врождённые патологии, не связанные с носительством родителями мутационных генов.
  3. Резус-конфликт, приводящий к гибели плода.
  4. Наличие в яйцеклетках и спермиях хромосомных и генетических отклонений.
  5. Более 2-х безуспешных попыток ЭКО.
  6. Спермограмма будущего отца свидетельствует о наличии серьёзных проблем со здоровьем (азооспермия, олигозооспермия, большое количество дефектных спермиев в эякулятной жидкости).
  7. В анамнезе женщины присутствует более 2-х самопроизвольных абортов, которые произошли на ранних стадиях беременности.
  8. Если у родителей уже есть ребёнок, страдающий от тяжёлой патологии, и ему необходимы стволовые клетки, то рождение ещё одного малыша (который может стать донором) является острой необходимостью. Данная методика относится к системе HLA.

Проведение ПГД по медицинским показаниям перед искусственным оплодотворением в дальнейшем исключает необходимость пренатальной диагностики, увеличивающей риски преждевременного прерывания беременности.

Генетическое исследование перед ЭКО : преимущества и риски

Предимплантационная генетическая диагностика эмбрионов, стоимость которой довольно высока, обладает своими преимуществами и недостатками.

Достоинства процедуры:

  • отобранные после диагностики эмбрионы полностью здоровы, поэтому в слизистую матки при проведении искусственного оплодотворения помещается качественный материал;
  • вероятность развития хромосомных аномалий у плода после ЭКО с ПГД минимальна, поэтому женщине не нужно будет делать аборт;
  • риски повреждения эмбриона при генетическом анализе минимальны и составляют меньше 1%;
  • генетический анализ ЭКО медицинские специалисты признали безвредным (процедура проводится, когда зародыш находится на раннем этапе развития, его клетки при делении могут взаимозаменяться и взятые для биопсии бластомеры быстро замещаются другими, здоровыми клеточками);
  • вероятность возникновения у плода врождённых пороков развития практически равна нулю;
  • повышается успешность терапии бесплодия;
  • исключается вероятность резус-конфликта у матери и плода;
  • определяется пол будущего малыша (эта информация актуальна для родителей, которые являются носителями наследственных болезней, связанных с полом);
  • подбирается зародыш, обладающий гистологической совместимостью и подходящий для донорства сестре или брату, страдающих тяжёлыми заболеваниями (например, онкологией).

Отрицательные моменты генетической диагностики перед ЭКО:

  • преимплантационная генетическая диагностика, цена которой многим пациенткам кажется непомерно высокой, всё-таки имеет минимальные риски нарушения целостности зародыша в результате биопсии;
  • сохраняется вероятность появления ложных результатов генетического анализа, подсадки в матку эмбриона с плохой генетикой, ошибочного «отсеивания» здоровых зародышей (в связи с этим женщинам, которые уже забеременели после ЭКО , специалисты рекомендуют пройти дополнительную диагностическую проверку, взять для анализа ворсинки хориона, выполнить амниоцентез);
  • самое тщательное лабораторное исследование эмбрионов не даёт полной гарантии того, что все эмбрионы с дефектами и генетическими отклонениями будут исключены (метод характеризуется 95-97% достоверностью, однако остаётся риск беременности с наличием аномалий у плода);
  • генетическое исследование эмбрионов перед имплантацией в матку не даёт 100% гарантий того, что процедура ЭКО пройдёт успешно (согласно статистике, выполнение стандартных протоколов ЭКО проходит успешнее, нежели подсадка зародышей с их предварительным генетическим исследованием в лаборатории).

Предимплантационная генетическая диагностика и особенности её проведения

Выполнение предимплантационной генетической диагностики становится возможным только в составе комплекса процедур ЭКО /ИКСИ (искусственно инсеминации мужской семенной жидкости). Такая необходимость возникает потому, что при выполнении стандартного протокола ЭКО к одной женской яйцеклетке добавляют большое количество мужских половых клеток. Получается, что лишние сперматозоиды в процессах оплодотворения участия не принимают. Однако они сохраняются, и могут попасть в биоматериал, который берётся для генетического предмиплантанционного анализа.

Выполнение ПГД предусматривает, что оба супруга пройдут исследование для выявления генетических дефектов. Если этот анализ покажет наличие мутаций неясного происхождения или не выявит характер генетических отклонений, то предварительное диагностирование перед ЭКО становится невозможным.

Проведение ПГД даёт возможность выполнения биопсии на разных этапах эмбрионального развития.

  1. Забор полярных телец из яйцеклетки или зиготы. Биоматериал позволяет исследовать только хромосомный набор матери будущего младенца. Метод высокоэффективен, если генетические отклонения в семье наследуются только женщинами. При помощи анализа определяется состояние здоровья яйцеклетки, причём она сама не подвержена повреждениям. Если генетические отклонения в яйцеклетке не обнаружены, её оплодотворяют, а потом вместе с эмбрионом подсаживают к женщине в матку.
  2. Взятие клеток на этапе их дробления (бластомеры, эмбрион, включающий в себя 6-10 клеток). Указанный период соответствует 3-му дню развития зародыша. Процедура биопсии здесь предусматривает анализ 1-2 бластомеров. Она проводится удалённо, а эмбрионы продолжают развиваться. Перенос в слизистую матки наиболее качественных зародышей происходит через 5 суток после оплодотворения.
  3. Забор клеток у зародыша, находящихся в стадии бластоцисты. Повторный анализ, который проводят в тех случаях, когда результаты исследования на стадии дробления оказались сомнительными.

Оптимальную схему предимплантационной генетической диагностики подбирает для пациенток специалист-генетик. Часто бывает так, что исследование полярных телец осуществляют в комплексе с анализом бластомеров. Это позволяет получить более точные результаты диагностики.

Стоимость предимплантационной генетической диагностики эмбриона

Предимплантационная генетическая диагностика, цена которой колеблется в пределах 50-120 тысяч рублей, пациенткам с низким материальным достатком кажется дорогостоящей процедурой с высокими рисками. Однако по сравнению с общей суммой за ЭКО стоимость диагностической проверки невелика. Манипуляция проводится в рамках общей программы женщинам, которые решились на искусственное оплодотворение.

Какой бы дорогой не казалась предимплантационная генетическая диагностика, стоимость её по сравнению с лечением наследственных заболеваний во много раз меньше. Цена на процедуру формируется с учётом затрат на использование недешёвых материалов и современного диагностического оборудования. Берётся во внимание и квалификация медицинского персонала. В России за ПГД нужно заплатить около 100 000 рублей. Цена варьируется в разных пределах, от 35000-90000 до 130 000 рублей. На неё влияют такие факторы, как:

  • число исследуемых зародышей;
  • количество проверяемых хромосом;
  • необходимость исключить патологии, сцепленные с полом;
  • необходимо определить причины невынашивания беременности;
  • частичная или полная проверка эмбрионов.

В Украине сумма за предимплантационную диагностику эмбрионов колеблется в диапазоне 14000-44000 гривен. Диагностика дополнительных зародышей оплачивается отдельно и стоит около 7000 гривен.

Супруги могут заказать отдельное исследование для выявления у эмбриона конкретной наследственной патологии, или полный комплекс анализов.