Для чего изучают гены эмбриона?

Неинвазивная пренатальная диагностика

Денис Ребриков, ПостНаука

Преимплантационная генетическая диагностика, которая проводится при экстракорпоральном оплодотворении, дает возможность проверять генетику эмбриона еще до его переноса в организм матери. Но поскольку ЭКО – технически сложная и дорогостоящая процедура, прибегают к альтернативному методу – неинвазивной пренатальной диагностике.

Секвенирование нового поколения

На ранней стадии развития, примерно на седьмой-десятой неделе, организм эмбриона интенсивно перестраивается: происходит процесс быстрого деления отдельных типов клеток, но также и их саморазрушения за счет апоптоза – запрограммированной гибели клеток. Быстрая генерация клеток и их разрушение приводят к тому, что в кровоток эмбриона попадают молекулы ДНК тех клеток, которые в нем делятся и разрушаются. Часть этих молекул проходят плацентарный барьер и оказываются в кровотоке матери. В крови, которую мы берем у женщины на 10–12-й неделе беременности, можно детектировать молекулы ДНК плода – от 5 до 10% от всей внеклеточной фракции ДНК.

Мощные методы генетического тестирования, такие как высокопроизводительное секвенирование (NGS), позволили определять ДНК, которая попала в кровоток матери из развивающегося эмбриона. На стадии 10–12-й недели беременности мы можем выявить анеуплоидию – когда число хромосом в клетках не кратно гаплоидному набору. У каждого человека должно быть 23 пары хромосом, каждая пара сформирована хромосомами, пришедшими от родителей – по одной от отца и матери. Но бывают ситуации, когда в хромосомном наборе организма отсутствует одна (это называется моносомией) или, напротив, присутствует дополнительная хромосома (трисомия). Или когда внутри пары хромосом нет генетического разнообразия, поскольку обе пришли от матери или от отца, что тоже плохо с точки зрения развития будущего организма, даже если число пар хромосом верное.

Все случаи анеуплоидии мы можем определить на стадии 10–12-й недели беременности, просто взяв венозную кровь у женщины и проведя ее анализ при помощи высокопроизводительного секвенирования. Таким образом устанавливается число хромосом и определяется их сочетание у будущего ребенка.

Неинвазивное пренатальное тестирование

Скрининговые технологии не обязательно могут быть генетическими. Сегодня одним из основных методов поиска проблем с числом хромосом является скрининг первого триместра – ультразвуковое исследование (УЗИ), когда специалист может предварительно определить отклонения в развитии эмбриона, ведущие к генетическим заболеваниям. После проводится уже генетический анализ, который либо подтверждает, либо опровергает предположительный диагноз, – неинвазивный пренатальный тест (НИПТ). Он довольно сложен и стоит порядка 20 тысяч рублей, но его преимущество заключается в том, что он проводится неинвазивно, без какой-либо биопсии самого плода. Это процедура, не связанная ни с какими осложнениями, и благодаря ей можно точно сказать, все ли в порядке с числом хромосом.

Есть методы, с помощью которых пытаются биоинформатически анализировать полученный массив данных по ДНК. Однако, анализируя внеклеточную ДНК по крови матери, мы имеем 95% мамы и 5% плода, то есть биоинформатика разводит эти пулы. Кроме того, существуют техники, когда мы можем не только посчитать число хромосом, но и посмотреть конкретную генетику у ребенка, выявить те или иные мутации, полиморфизмы, нарушения в генах по его хромосомам. Такие методы в обычную медицинскую практику пока не вошли, но есть шанс, что в перспективе нескольких лет они будут туда включены. Тогда женщина, сдавая в рамках обычного скрининга первого триместра венозную кровь, будет получать информацию не только о числе хромосом, но и о генетике будущего ребенка.

Преимущества неинвазивной пренатальной диагностики

Таким образом, существует два блока генетического тестирования: преимплантационный, когда в рамках ЭКО происходит отбор эмбрионов без генетических нарушений, и пренатальный, когда мы по крови матери анализируем генетику. Два этих теста за последние 10 лет значительно снизили риск рождения ребенка с генетическими проблемами и хромосомными патологиями. Чем лучше неинвазивные подходы (НИПТ) в сравнении с классическим вариантом, когда мы берем биопсию эмбриона? Несмотря на то, что инвазивный метод довольно хорошо отработан, примерно в 0,5% случаев сама процедура забора клеток (биоптата) приводит к осложнению беременности. На первый взгляд, риск небольшой, но если взять беременности, проходящие через наш центр акушерства и гинекологии, – а это порядка 9 тысяч в год, – то это довольно большое количество женщин, которые могут быть направлены на инвазивный тест и у которых могут развиться осложнения, связанные с процедурой взятия биоматериала эмбриона.

Поэтому неинвазивные подходы позиционируются как первая линия скрининга. Как правило, после выявления каких-то нарушений на этом этапе врач направляет на инвазивный тест. Таким образом существенно уменьшается количество случаев инвазивного тестирования. 

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru