Η εξωσωματική γονιμοποίηση (in vitro fertilization, IVF), εφαρμόζεται ήδη εδώ και 4 δεκαετίες, ακόμα και σήμερα όμως η επιτυχία της όσον αφορά την γέννηση τέκνου δεν ξεπερνά το 20-30%. Από νωρίς προέκυψε η ανάγκη επιλογής των ικανότερων εμβρύων να εμφυτευτούν και να οδηγήσουν στη γέννηση φυσιολογικών νεογνών. Ο γενετικός έλεγχος για εμβρυομεταφορά των ευπλοειδικών εμβρύων από IVF, ώστε να αυξηθεί η πιθανότητα επίτευξης κύησης, είναι γνωστή ως προεμφυτευτική γενετική ανάλυση για ανευπλοειδίες με χαμηλή επικινδυνότητα (Preimplantation Genetic Testing for aneuploidies – PGT-A), σε αντιπαραβολή με την υψηλής επικινδυνότητας που αφορά επιλογή εμβρύων που δεν πάσχουν από τα νοσήματα τα οποία φέρουν οι υποψήφιοι γονείς (μονογονιδιακά νοσήματα ή χρωμοσωμικές διαταραχές). Παρ’ όλα αυτά στα έμβρυα προεμφυτευτικού σταδίου είναι πολύ συχνό το φαινόμενο του μωσαϊκισμού, δηλαδή της ύπαρξης πάνω από μιας κυτταρικής σειράς, που μπορεί να προκαλέσει διαγνωστικό σφάλμα στην PGT.
Τα αίτια δημιουργίας εμβρυϊκού μωσαϊκισμού σε προεμφυτευτικά έμβρυα μπορεί να είναι πατρικής προέλευσης που αφορούν κυρίως τη δυσλειτουργία του κεντροσώματος που μεταβιβάζεται στο έμβρυο από το σπέρμα ή μητρικής προέλευσης που αφορούν στα επίπεδα κοχεσινών, στη διαταραχή των σημείων ελέγχου του κυτταρικού κύκλου και στο σύστημα μείωσης/μίτωσης καθώς και τη λειτουργία των μιτοχονδρίων στα ωοκύτταρα/έμβρυα γυναικών μεγαλύτερης ηλικίας. Κάποιοι εξωτερικοί παράγοντες επίσης έχει αναφερθεί ότι μπορούν να προκαλέσουν χρωμοσωμικό μωσαϊκισμό όπως και τα πρωτόκολλα διέγερσης των ωοθηκών, οι συνθήκες, οι χειρισμοί των εμβρύων και τα καλλιεργητικά υλικά στην IVF. Οι μηχανισμοί μέσω των οποίων δημιουργείται ο μωσαϊκισμός είναι ο λανθασμένος διαχωρισμός των χρωμοσωμάτων, η ενδοαντιγραφή και η πολυπολική κυτταρική διαίρεση.
Για την ανίχνευση της ανευπλοειδίας και κατά συνέπεια του μωσαϊκισμού στην PGT-A, οι νεότερες τεχνικές που χρησιμοποιούνται είναι ο συγκριτικός γενωμικός υβριδισμός σε μικροσυστοιχίες (array comparative genomic hybridization, aCGH) και η αλληλούχιση νέας γενιάς (next generation sequencing, NGS) που προαπαιτούν ενίσχυση ολόκληρου του γονιδιώματος (whole genome amplification, WGA).
Τα μωσαϊκά έμβρυα έχει αποδειχτεί ότι, αν και με λιγότερες πιθανότητες από τα ευπλοειδικά, έχουν τη δυναμική όχι μόνο να εμφυτευτούν αλλά και να οδηγήσουν στη γέννηση φυσιολογικών νεογνών. Αυτό οφείλεται σε μηχανισμούς διόρθωσης του μωσαϊκισμού όπως ο αποκλεισμός των ανευπλοειδικών βλαστομεριδίων και κυτταρικών θραυσμάτων, η απορρόφηση κυτταρικού θραύσματος, η διάσωση μονοσωμίας ή τρισωμίας, ο περιορισμένος πολλαπλασιασμός των ανευπλοειδικών κυττάρων ή ο περιορισμός τους στον πλακούντα καθώς και η απόπτωση των κυττάρων αυτών. Οι παράγοντες που επηρεάζουν τη βιωσιμότητα των μωσαϊκών εμβρύων είναι το ποσοστό του μωσαϊκισμού στο έμβρυο, το είδος της γενετικής διαταραχής/ανευπλοειδίας αλλά και η θέση του μωσαϊκισμού (των ανευπλοειδικών κυττάρων) η οποία επηρεάζει και την αξιοπιστία της PGT-A.
Η αξιοπιστία της PGT-A εξαρτάται τόσο από την τεχνική ανίχνευσης της ανευπλοειδίας όσο και από τη θέση του μωσαϊκισμού. Για τη σωστή διαχείριση των διαγνωσμένων ως μωσαϊκών εμβρύων, χρειάστηκε η συνεργασία της επιστημονικής κοινότητας για τον καθορισμό κοινής αποδοχής συστάσεων. Το «Congress on Controversies in Preconception, Preimplantation and Prenatal Genetic Diagnosis» (CoGEN) καθόρισε τις κατευθυντήριες οδηγίες για τον χειρισμό των μωσαϊκών εμβρύων κατά την PGT-A, όσον αφορά την εμβρυομεταφορά. Η γενετική συμβουλευτική και η ενημέρωση του ζευγαριού σχετικά με την ύπαρξη του χρωμοσωμικού μωσαϊκισμού είναι απαραίτητη τόσο για να αποφασίσει εάν θα επιλέξει την PGT-A όσο και μετά την διάγνωση. Επειδή ο μωσαϊκισμός αποτελεί πρόβλημα για την PGT-Α, είναι χρήσιμη η καταγραφή της έκβασης των κύκλων IVF με εμβρυομεταφορές μωσαϊκών εμβρύων αλλά και η εκπόνηση περεταίρω ερευνών που θα μελετούν τη χρωμοσωμική σύσταση των κυττάρων βλαστοκυστών από PGT-M που δε μεταφέρονται αλλά έχουν δωρηθεί για ερευνητικούς σκοπούς.
(EL)
In vitro fertilization (IVF) has been used for 4 decades but still, its success rate with regards to child birth is 20-30%. From the beginning of IVF’s application, the goal was to choose the embryos that were more likely to implant and lead to the birth of healthy offspring. Low risk preimplantation genetic testing for aneuploidies (PGT-A) is a procedure that involves biopsy of the embryos created via IVF and assessement of their chromosomal status. Mosaicism, the existence of more than one cell line, is a common phenomenon at the preimplantation stages of an embryo which can lead to misdiagnosis in PGT-A.
The origin of mosaicism at the preimplantation stage can be paternal, concerning the dysfunction of the centrosome which is paternally inherited to the embryo by the sperm, or maternal, concering the oocyte cohesin levels, cell cycle checkpoints, meiosis/mitosis apparatus, and the mitochondrial function. It has been reported that some external factors, such as the oocyte stimulation protocol, the IVF conditions and the culture media, may also have an impact on the level of chromosomal mosaicism.The mechanisms that lead to mosaicism are chromosome non-disjunction, endoreplication and multipolar cell divisions.
The recent techniques that are used for aneuploidy and mosaicism detection during PGT-A are array comparative genomic hybridization (aCGH) and next generation sequencing (NGS). Both aCGH and NGS require a whole genome amplification (WGA) step that is done before the analysis.
It has been proven that mosaic embryos also have the potential to implant and lead to the birth of healthy offspring, (though less likely than euploid embryos). This is due to certain mosaiciscm correction mechanisms such as exclusion of aneuploid blastomeres and cellular fragments, cellular fragment absorption, monosomy/trisomy rescue, the limited proliferation of aneuploidy cells and ther confinement to the placenta, and apoptosis of aneuploid cells. The factors that influence mosaic embryo viability are the percentage of embryo mosaicism detected on the biopsied sample, the type of aneuploidy, and the position of the aneuploid cells.
The PGT-A reliability depends on whether the biopsied trophoectoderm cells represent the inner cell mass (embryo) and the techniques used for aneuploidy detection. For the correct handling of embryos that are diagnosed as mosaic, the collaboration of the scientific community was necessary in order to determine the good practice recommendations. The Congress on Controversies in Preconception, Preimplantation and Prenatal Genetic Diagnosis (CoGEN) determined the guidlines for handling embryos detected as mosaic during PGT-A with regards to embryo transfer. It is necessary that genetic counseling of the couple done prior to PGT-A includes informing them about the potential occurrence and diagnostic issues arising due to chromosomal mosaicism, in order to decide whether they want to proceed with PGT-A. Genetic counseling is also required after PGT-A. Since mosaicism is a limitation for PGT-A, the record keeping of the embryo transfer of mosaic embryos is helpful. Moreover, further studies that invest the chromosomal composition of blastocyst cells used for PGT-M that are not transferred and are donated for research are also useful.
(EN)
/aggregator-openarchives/portal/institutions/uoa
