Нигматуллина
Лейла Ильдаровна

Одно из важных генетических исследований, на которое стоит обратить внимание парам, планирующие беременность - это скрининг на носительство самых частых аутосомно-рецессивных заболеваний.

Что все это значит?

📌 Аутосомно-рецессивные заболевания - проявляются только при наличии патогенной мутации (поломки) гена на обоих хромосомах, то есть должна прийти поломанная хромосома от мамы и такая же от папы. (Инфографика в карусели)

❗️Часто родители не подозревают, что могут быть носителями такой поломанной хромосомы. Внешне это обычно никак не проявляется.

🔬 К счастью, на сегодняшний день есть высокопроизводительные методики исследования, которые помогают выявить носительство мутаций самых часто встречающихся заболеваний.

К таким заболеваниям относятся :
🔸 Спинальная мышечная атрофия (СМА) - тяжелое наследственное заболевание, при котором поражаются нервные клетки (нейроны), что приводит к атрофии и гипотонии мышц.

🔸 Муковисцидоз - при этом наследственном заболевании происходит накопление густой липкой слизи, которая в большое степени повреждает дыхательную и пищеварительную системы.

🔸 Фенилкетонурия - это наследственное заболевание, при котором нарушается метаболизм аминокислот. Накопление токсичных производных и самого фенилаланина приводит к тяжелой умственной отсталости.

🔸 Несиндромальная нейросенсорная тугоухость – наследственное заболевание, при котором повреждаются нервные клетки слуховой системы, что проявляется нарушением слуха.

❗️Носительство этих четырёх заболеваний колеблется от 1:25 до 1:60. То есть 1 из 25-60 человек имеет хромосому с мутацией.

Для снижения риска развития у будущего ребёнка заболевания супругам рекомендуется проведение скрининга на носительство самых частых аутосомно-рецессивных заболеваний.

Работая в генетической лаборатории, сталкиваюсь с тем, что многие врачи и пациенты не знают какое бывает генетическое тестирование и зачем оно нужно. Разберёмся?

🧬 Генетическое тестирование - процесс определения последовательности ДНК или некоторой ее части с помощью методов молекулярной биологии для получения информации о человеке и его здоровье.

📋Основываясь на последних данных Национального исследовательского института генома человека (National Human Genome Research Institute @nihgov), генетическое тестирование
используется:
🤰🏼в репродуктивной медицине

🔹При планировании беременности супруги могут пройти скрининг на носительство патогенных мутаций (рецессивных), при их наличии у обоих родителей ребёнок унаследует заболевание. Одним из частых в России является муковисцидоз (ген CFTR).

🔹При наличии таких факторов, как привычное невынашивание беременности (выкидыши), бесплодие, поздний репродуктивный возраст, мужского фактора, пациентам рекомендуют использование вспомогательных репродуктивных технологий. Эмбрионам, полученным с помощью ЭКО (экстракорпорального оплодотворения), проводят преимплантационное генетическое тестирование - ПГТ-А и ПГТ-М для выбора нормальных эмбрионов.

🔹 При рождении в семье ребёнка с наследственным заболеванием и при планировании следующей беременности пациентам необходимо пройти генетическое консультирование и тестирование для оценки рисков рождения больного ребёнка.

Как прогностическое тестирование Назначается врачом-генетиком тем, у кого есть член семьи с генетическим заболеванием и при наличии онкологических заболеваний у родственников. В результате определяется риск развития конкретного заболевания у пациента до появления симптомов.

Как диагностическое тестирование Используется для подтверждения или исключения предполагаемого генетического заболевания. Результаты тестирования могут помочь в выборе терапии для достижения максимального положительного эффекта.

В судебно-медицинской экспертизе Генетическое тестирование помогает идентифицировать подозреваемых и жертв преступлений. Также используется в юридических целях для идентификации биологических родственников, например, определение отцовства.

Как тестирование потребителя напрямую (direct-to-consumer testing)B качестве образца биоматериала часто используется слюна. В результате тестирования предоставляется информация о происхождении человека, возможных родственников и потенциальных рисках заболевания.

Одно из стремительно развивающихся направлений в медицине - репродуктология. Специалисты этой отрасли помогают парам, имеющим проблемы с зачатием и рождением ребёнка, обрести счастье - стать родителями🤰🏻

И, конечно, не без помощи генетики…

Сегодня хочу рассказать о наиболее распространённом генетическом исследовании, которое проводится в цикле ЭКО (экстракорпоральное оплодотворение).

🧬Преимплантационное генетическое тестирование на анеуплоидии (ПГТ-А) - это исследование эмбрионов на наличие хромосомных нарушений, то есть наличие дополнительных хромосом (или частей хромосом) или их отсутствие.

Из чего состоит процедура?

🧫 Сначала происходит оплодотворение яйцеклетки (женской половой клетки) сперматозоидом (мужской половой клеткой) - процедура ИКСИ или ЭКО. Если эмбрион правильно растёт и развивается, то на 5 сутки эмбриолог забирает из его оболочки - трофэктодермы несколько (5-6) клеток - это называется биопсией. Эта процедура безболезненна для эмбриона, потому что на 5 день в его оболочке уже около 200 клеток.

🧪 Биопсия помещается к пробирку с готовым раствором для хранения клеток и отправляется в генетическую лабораторию, а эмбрион - в криохранилище на заморозку. ❄️

А дальше происходит магия 🪄

👩🏻🔬 Специалисты лаборатории колдуют над пробирками с эмбрионами (шучу)…

А если вкратце, то:
- Из клеток эмбриона забираем ДНК
- Умножаем ее на много-много раз
- Добавляем специальный молекулярный код для каждого образца
- Отправляем в секвенатор - машину, считывающую генетический код
- Получаем молекулярный кариотип каждого эмбриона - виртуальный набор хромосом
- Анализируем данные, обращаем внимания на нарушения, в зависимости от их качества выносятся рекомендации по переносу для конкретного эмбриона.

👨👩👧👦 Такое исследование рекомендуется проводить парам, вступающим в протокол ЭКО, для снижения рисков переноса эмбриона с хромосомными нарушениями и для увеличения шансов на имплантацию эмбриона, вынашивания и рождения ребёнка. Исследования показывают, что эффективность переноса эмбриона увеличивается после ПГТ-А у женщин, планирующих ЭКО в возрасте 35 лет и старше.

В предыдущей статье я рассказывала о методе исследования эмбрионов - преимплантационное генетическое тестирование эмбрионов на анеуплоидии.

🔬Давайте разберёмся, какой результат можно увидеть и о чем он говорит.

После ПГТ-А мы можем получить следующие результаты:

🔹 Эуплоидный эмбрион - это нормальный эмбрион, у которого все клетки имеют нужное количество хромосом и их частей, то есть 46 хромосом. Это эмбрион с нормальным кариотипом.

📄 Запись кариотипа может выглядеть так: seq(1-22,X)x2 - женский пол или seq(1-22)x2,(X,Y)x1 - мужской пол.

✅ Такие эмбрионы рекомендуются к переносу.

🔹 Анеуплоидный эмбрион - эмбрион, у которого все клетки имеют хромосомную аномалию - количество определенной хромосомы или ее части увеличено (х3) или уменьшено (х1). Потеря или приобретение лишней хромосомы или ее части во всех клетках приводит к тому, что эмбрион с самого начала развивается неправильно из-за нехватки или избытка большого количества генетического материала.

⛔️ Эмбрионы с анеуплоидией могут не имплантироваться, остановиться в развитии или уйти в раннюю потерю беременности. Эмбрионы с некоторыми хромосомными аномалиями - синдром Дауна, синдром Эдвардса, синдром Патау - могут развиваться и рождаться с различными пороками развития. Поэтому переносить такие эмбрионы не рекомендуется.

📄 Примеры записи : seq(16)x3,(22)x1 или seq(21)x3

🔹 Мозаичный эмбрион - эмбрион, у которого есть клетки с нормальным и клетки с аномальным количеством хромосом и их частей. То есть часть клеток - эуплоидные, другая часть - анеуплоидные. Процент нормальных и аномальных клеток может быть абсолютно разным.

⚠️ Такие эмбрионы заслуживают отдельного внимания, потому что некоторые из них можно рекомендовать к переносу, а другие нельзя.

📄 Пример записи кариотипа мозаичного эмбриона : seq(9q12q34.3)x1[0.3] или seq(13)x3[0.8]

🧬 Мутации - это вариации или изменения последовательности букв в ДНК. Они могут возникать в течение жизни - спонтанные или передаваться от родителей - наследственные.

🔗 Такие вариации бывают доброкачественными, неизвестного значения и патогенными.
О последних расскажу поподробнее ⬇️

🔧 Представим, что мы хотим собрать некую конструкцию и нам нужна инструкция.

📔Открываем её и видим вырванные страницы, нам не хватает информации, чтобы собрать конструкцию. В гене вырезаны буквы - произошла «делеция». ✂️

📖 Открываем другую книгу и вместо нужной информации видим лишние детали, у нас не получается правильно собрать конструкцию.
В гене произошла вставка букв - «инсерция».

📒 Открываем ещё одну и видим, что в инструкции слово СТОП, появление которого останавливает нашу сборку конструкции.
В последовательности ДНК произошла замена букв, из-за которой образовался стоп-кодон (TAG, TGA, TAA). ⛔️

☣️ Патогенные мутации нарушают процессы в организме человека, которые приводят к генетическим заболеваниям.

⚠️ Нужно помнить, что у нас две копии гена - от каждого родителя.
▫️Есть заболевания, которым достаточно сломать одну копию, чтобы оно проявилось. Это аутосомно-доминантный тип наследования.
▫️Есть заболевания, для проявления которых недостаточно поломки одной копии, нужна вторая (аутосомно-рецессивный тип наследования). То есть при наличии патогенной мутации в одной копии гена заболевание не проявляется. Человек является носителем этой мутации.

🧩 Клетки - это основные строительные блоки всего живого. Человеческое тело состоит из триллионов клеток. Клетки содержат наследственный материал тела и могут копировать себя.

🧬 ДНК, или дезоксирибонуклеиновая кислота, является наследственным материалом человека. Почти каждая клетка человеческого тела имеет одинаковую ДНК. Большая часть ДНК расположена в ядре клетки.

💾 Информация в ДНК хранится в виде кода, состоящего из четырех химических оснований: аденина (A), гуанина (G), цитозина (C) и тимина (T). Человеческая ДНК состоит примерно из 3 миллиардов оснований, и более 99 % этих оснований одинаковы у всех людей.

📜 Порядок этих «букв» определяет «инструкцию», необходимую для построения и поддержания организма, подобно тому, как буквы алфавита появляются в определенном порядке для образования слов и предложений.
Основания ДНК соединяются друг с другом, А - Т и С - G, образуя единицы, называемые парами оснований. Каждое основание также присоединено к молекуле сахара и молекуле фосфата. Вместе основание, сахар и фосфат называются нуклеотидом.

🧬 Нуклеотиды расположены в виде двух длинных цепей, которые закручены в спираль, называемую двойной спиралью. Эта структура напоминает лестницу: пары оснований образуют ступеньки лестницы, а молекулы сахара и фосфата образуют вертикальные боковые части лестницы.

🔄 Важным свойством ДНК является то, что она может реплицироваться, то есть делать копии самой себя. Каждая цепь ДНК в двойной спирали может служить образцом для дублирования последовательности оснований. Это очень важно, когда клетки делятся, потому что каждая новая клетка должна иметь точную копию ДНК, присутствующую в старой клетке.