Хромосоми – це структура, яка складається з ДНК та білків та несе генетичну інформацію. Кожна клітина в людському організмі повинна мати загалом 46 хромосом: 23 хромосоми, від яйцеклітини, та 23 хромосоми від сперматозоїда. Анеуплоїдія може виникнути в будь-який момент життя, але зазвичай вона відбувається під час поділу клітин, або під час мейозу, коли формуються гамети (яйцеклітини та сперматозоїди), або під час мітозу, коли розвивається ембріон. У людей анеуплоїдія – це будь-яка кількість хромосом, відмінна від звичайних 46. Відсутня хромосома називається моносомією (одна копія), а зайва хромосома – трисомією (три копії). Сегментарна анеуплоїдія – це коли дублюється або видаляється лише певний сегмент, а також частина хромосоми, а не вся хромосома. Анеуплоїдія ембріона є однією з причин викиднів у першому триместрі вагітності та, як було показано, є основною причиною невдач під час ЕКЗ .
Передімплантаційне генетичне тестування на анеуплоїдію (PGT-A) – це генетичний тест, який дозволяє визначити хромосомний статус ембріонів, шляхом скринінгу всіх 23 пар хромосом.
Існує три типи PGT. Кожен тип шукає різні типи змін у генетичній структурі ембріона:
- PGT-A (тестування на анеуплоїдії): трисомії або моносомії хромосоми;
- PGT-M (тестування на моногенні пребудови): певні зміни в окремих генах;
- PGT-SR (тестування на структурні перебудови): певні зміни в структурі хромосом (інверсія, транслокація).
Усі три типи PGT виконуються на одній стадії розвитку ембріона (бластоциста) та іноді можуть бути виконані на одному зразку клітин. Для проведення PGT, ембріологом виконується процедура біопсії трофектодерми бластоцисти. Ця процедура проводиться на п’яту-сьому добу розвитку ембріона. Від бластоцисти забирається 5-8 клітин трофектодерми (майбутньої плаценти). Біопсія є безпечною, та проводиться на ембріонах гарної та хорошої якості. Після проведення біопсії ембріони вітрифікують (кріоконсервують), а фрагмент трофектодерми відправляють до генетичної лабораторії. Після отримання результатів та встановлення статусу ембріону, еуплоїдні (хоромосомно-здорові) можливо перенести до порожнини матки. Такі ембріони з більшою ймовірністю імплантуються та призведуть до народження здорової дитини.
Хромосомні аномалії можуть виникати у жінок різного віку. Слід зазначити, що з віком жінки, якість її яйцеклітин знижується, а ризик отримання ембріонів з хромосомними аномаліями зростає. Показано, що у віці 25 років 75% яйцеклітин жінки є хромосомно нормальними. У 35 років близько 50% яйцеклітин жінки є хромосомно нормальними, в той час як у 40-річних цей показник складає всього, близько 10-15%.Також помилки мейозу I та генетичні рекомбінації можуть стати причинами анеуплоїдії. Дослідження показують, що серед 30-річних жінок рівень анеуплоїдних ембріонів становить 20-30%. Понад 50% ембріонів є анеуплоїдними у жінок вікової групи старше 40 років, а у віці 45 років і старше цей показник понад 90%.
Показаннями для проведення PGT-A є:
- Вік жінки старше 35 років;
- Невдалі спроби ЕКЗ;
- Викидні в анамнезі;
- Невдалі імплантації;
- Важкий чоловічий фактор (низькі показники сперми);
- Пари з сімейним анамнезом хромосомних проблем.
Дослідження показали, що при перенесенні ембріонів з попереднім PGT-A жінки віком до 35 років мали частоту настання вагітності 56,5%. Натомість жінки тієї ж вікової групи, але з перенесеними не тестованими ембріонами мали частоту настання вагітності 48,1%. Жінки віком 35-37 років з попередньо проведеним PGT-A мали частоту настання вагітності 54,2%, в той час як жінки без попереднього PGT-A, 39,2%. Вікова група 38-40 років з PGT-A мала частоту настання вагітності 52,2%. Натомість жінки тієї ж вікової групи, без PGT-A мали частоту настання вагітності 27,6%.
PGT-М спрямований на виявлення патогенного варіанту, що викликає моногенні захворювання, і показаний парам, які або мають це захворювання, або мають підвищений ризик його передачі. Сімейний фон генетичних захворювань у одного або обох батьків може збільшити ймовірність народження дитини з генетичною мутацією. PGT-M може виявити більшість моногенних захворювань. Технічно, PGT-М можна використовувати для всіх моногенних захворювань, відповідальний ген яких відомий. Конкретні показання для PGT-M включають Х-зв'язані захворювання (наприклад, м'язова дистрофія Дюшена), Y-зв'язані захворювання, аутосомно-домінантні захворювання (наприклад, хвороба Хантінгтона), аутосомно-рецесивні захворювання (наприклад, муковісцидоз), мітохондріальні захворювання та деякі тяжкі захворювання з високою генетичною схильністю (наприклад, спадковий рак молочної залози та яєчників).
Головною метою PGT-М є відбір ембріонів, які не мають патогенного варіанту або є здоровими носіями, у випадку аутосомно-рецесивного захворювання.
У деяких випадках ділянки хромосом перебудовуються та знаходяться в іншому положенні, ніж повинні бути, так звані хромосомні перебудови. Преімплантаційне генетичне тестування на структурні перебудови (PGT-SR) має на меті виявити хромосомні перебудови в ембріонах, включаючи всі типи делецій, дуплікацій, інверсій та транслокацій, та вибрати ті, які є генетично нормальними та збалансованими (без структурних перебудов).
Існує два основні типи хромосомних перебудов:
1) Транслокації (сегменти двох різних хромосом розриваються та міняються місцями);
2) Інверсії (сегмент хромосоми має зворотну орієнтацію).
Збалансована транслокація – це стан, коли відбувається хромосомна перебудова, але загалом присутня правильна кількість генетичного матеріалу, завдяки чому сама людина повністю здорова. До 2% людей з репродуктивними проблемами мають «збалансовану транслокацію». Однак, слід зазначити, що при таких станах у деяких яйцеклітах або сперматозоїдах буде неправильна кількість генетичного матеріалу, що може призводити до незбалансованої транслокації ембріона, тобто ембріон матиме неправильну кількість генетичного матеріалу. Ембріони з незбалансованою транслокацією зазвичай народжуються з серйозними проблемами зі здоров'я або вагітність закінчується викиднем.
Гарна морфологія ембріона не обов'язково означає, що він хромосомно нормальний. Хоча еуплоїдні ембріони мають більше шансів розвинутися у високоякісні ембріони. Тому ембріон може бути морфологічно гарним, але бути анеуплоїдним.
Завдяки передімплантаційному генетичному тестуванню є можливість зменшити ймовірність негативних наслідків, таких як невдала імплантація, викидень та народження дитини з хромосомною аномалією, а також зменшити час та кількість перенесення ембріонів, необхідних для настання вагітності.