Diagnostiek van voorbemesting

De Diagnostiek van voorbemesting biedt de mogelijkheid om de eicellen van vrouwen genetisch te testen als onderdeel van in-vitrofertilisatie (IVF). De onderzoeken worden uitgevoerd op de chromosomen van het 1e en 2e poollichaam, die ontstaan ​​tijdens de 1e en 2e meiose na het inbrengen van een mannelijk sperma in de eicel. Het voordeel van deze methode is dat het beslist geen pre-implantatiediagnose (PGD) is, omdat het onderzoek wordt uitgevoerd voordat de vrouwelijke en mannelijke kern versmolten zijn, zodat prebemestingsdiagnose is toegestaan ​​in sommige landen waar PGD verboden is.

Wat is voorbemestingsdiagnostiek?

Pre-bemestingsdiagnostiek maakt het mogelijk om chromosoomafwijkingen in het haploïde genoom van de vrouwelijke eicel op te sporen in het kader van in-vitrofertilisatie (IVF). Bovenal kunnen numerieke afwijkingen van bepaalde chromosomen (aneuploïdie) en afwijkingen van bepaalde genen die erfelijke ziekten veroorzaken, worden opgespoord. Wanneer een mannelijk sperma tijdens IVF in het cytoplasma van de eicel wordt geïntroduceerd, worden de eerste en tweede meiose (meiose I en II) van het ei geactiveerd.

Door de deling ontstaan ​​twee “overbodige” cellen, de poollichamen, die dezelfde set chromosomen hebben als de eicel zelf. De polaire lichamen, die normaal door het lichaam zouden worden afgebroken, worden door middel van polaire lichaamsbiopsie genomen om de chromosomen te onderzoeken. Omdat voorbemestingsdiagnostiek altijd op de poollichamen wordt uitgevoerd, wordt de procedure ook wel polaire lichaamsdiagnostiek (PKD) genoemd. Het voordeel van de onderzoeksmethode is dat deze ook kan worden uitgevoerd in sommige landen waar pre-implantatiediagnose (PGD) verboden is, omdat het onderzoek op het genoom van de eicel wordt uitgevoerd als de celkernen van de zaadcel en de eicel nog niet zijn versmolten.

Het nadeel is dat alleen chromosomale afwijkingen van het maternale genoom kunnen worden onderzocht. De chromosomen van het sperma dat in het cytoplasma van het ei is ingebracht, kunnen met deze methode niet worden gedetecteerd. Y-gebonden ziekten kunnen niet worden herkend omdat de haploïde chromosoomset van de eicel geen Y-chromosoom kan bevatten.

Functie, effect en doelen

Als onderdeel van de pre-bevruchtingsdiagnose in de vorm van een genetisch poollichaamsonderzoek, kunnen numerieke anomalieën (aneuploïdie) worden gedetecteerd in bepaalde chromosomen van het maternale genoom, evenals translocaties waarin chromosoomsegmenten werden gescheiden en op de verkeerde plaats opnieuw werden geïntegreerd. Bovendien kunnen X-gebonden genmutaties worden gediagnosticeerd die zijn geërfd van de moeder en gebaseerd zijn op de mutatie van een enkel gen (monogene ziekte). Dit veronderstelt dat de mogelijke erfelijke ziekte bekend moet zijn om specifiek een bepaald gen op het X-chromosoom te kunnen onderzoeken.

Bij recessieve overerving bestaat de kans dat het X-chromosoom van het poollichaam - en dus ook het X-chromosoom van de bevruchte eicel, het gezonde allel van het overeenkomstige gen bevat. De procedure zelf omvat een polaire lichaamsbiopsie, waarbij de twee haploïde polaire lichamen uit de eicel worden verwijderd en de chromosomen vervolgens worden onderworpen aan de FISH-test (fluorescentie in situ hybridisatie). De biopsie van de poollichamen is een enorme uitdaging voor het laboratorium dat het werk uitvoert, omdat de identificatie en isolatie van de poollichamen enige ervaring vereist. Voor de FISH-testprocedure zijn voor geselecteerde chromosomen zogenaamde DNA-sondes beschikbaar, die verbinding maken met de overeenkomstige haploïde chromosomen omdat ze de complementaire aminozuursequentie hebben.

De DNA-sondes zijn gemarkeerd met verschillende fluorescerende kleuren, zodat de chromosomen vervolgens met behulp van speciale software kunnen worden geïdentificeerd en in een automatisch proces kunnen worden geteld. De meeste chromosomale afwijkingen zoals aneuploïdie en chromosoomverschuivingen binnen een chromosoom zijn dodelijk. Dit betekent dat IVF ofwel geen zygote vormt, ofwel dat het embryo wordt afgestoten na transplantatie in de baarmoeder, ofwel dat er een vroege of latere miskraam optreedt. Aangezien de frequentie van chromosoomafwijkingen in de eicellen van vrouwen toeneemt met de leeftijd, is een belangrijk doel van de diagnostiek voor bevruchting een positieve selectie van de bevruchte eicellen. Alleen bevruchte eieren met - voor zover herkenbaar - een intact genoom worden teruggeplant in de baarmoeder.

De positieve selectie zou het zwangerschapspercentage na IVF verhogen en het aantal afgewezen bevruchte eicellen en het aantal miskramen verminderen. Een ander doel is om erfelijke ziekten op basis van chromosoomafwijkingen of bepaalde genetische defecten in het herplant bevruchte ei van meet af aan uit te sluiten door positieve selectie van de bevruchte eieren. Typische erfelijke ziekten die door de test kunnen worden uitgesloten, zijn cystische fibrose, spinale spieratrofie en sikkelcelanemie.

Risico's, bijwerkingen en gevaren

De prefertilisatiediagnostiek wordt buiten het lichaam uitgevoerd en brengt dus geen extra lichamelijk risico met zich mee voor de betreffende vrouw. Er is slechts een laag risico op lichamelijk letsel en infectie bij het verwijderen van de eieren. In tegenstelling tot PGD, waar ook chromosoomonderzoek met de FISH-test bij hoort, kan bij prebemestingsdiagnostiek alleen chromosoom- en genetisch materiaal van de moeder worden onderzocht.

Dit betekent dat een negatieve FISH-test, waarbij geen chromosomale of genetische afwijkingen zijn vastgesteld, bij de ouders te positieve verwachtingen kan wekken over het verloop van de zwangerschap en de daaropvolgende bevalling. Chromosomale afwijkingen van het vaderlijke genoom en mogelijk bestaande afwijkingen van het Y-chromosoom, die een geslachtsgerelateerde erfelijke ziekte kunnen veroorzaken, worden niet geregistreerd. De prefertilisatiediagnostiek is in dit opzicht zelfs nog onvollediger dan PGD, waarbij het volledige genoom van het embryo in het blastulastadium kan worden onderzocht.

Maar zelfs bij een negatieve PGD kan niet worden uitgesloten dat er genetische defecten zijn in het genoom van het embryo die ongewenste ontwikkelingen en mogelijk beperkingen na de geboorte kunnen veroorzaken. De FISH-test kan alleen verwijzen naar geselecteerde chromosomen en genen.