Preimplantační genetická haplotypizace - Preimplantation genetic haplotyping

Preimplantační genetická haplotypizace (PGH) je klinická metoda preimplantační genetická diagnostika (PGD) používané ke stanovení přítomnosti poruch jednoho genu u potomků. PGH poskytuje proveditelnější metodu lokalizace genů než experimenty s asociací celého genomu, které jsou nákladné a časově náročné.[1]

PGH se liší od běžných metod PGD, jako je fluorescence in situ hybridizace (RYBY) a polymerázová řetězová reakce (PCR) ze dvou hlavních důvodů. Za prvé, spíše než se soustředit na genetickou výbavu embryo PGH srovnává genom postižených a neovlivněných členů předchozích generací. Toto zkoumání generační variace pak umožňuje a haplotyp genetických markerů statisticky asociovaných s cílovou chorobou, které mají být identifikovány, spíše než hledat pouze mutaci. PGH se často používá k posílení dalších metod genetického testování a považuje se za přesnější než některé běžnější metody PGD, protože bylo zjištěno, že snižuje riziko chybných diagnóz. Studie zjistily, že chybné diagnózy kvůli alela výpadek (ADO), jednu z nejčastějších příčin chyby při interpretaci, lze téměř úplně eliminovat použitím PGH.[2] Dále v případě mutace způsobené translokací je PGH schopen detekovat abnormalitu chromozomu v plném rozsahu diferenciací mezi embryi nesoucími vyvážené formy přemístění proti těm, kteří nesou homologní normál chromozomy.[3] To je výhoda, protože metody PGD, jako je FISH, jsou schopny odhalit, zda embryo bude vyjadřovat fenotypový rozdíl, ale nikoli to, zda může být embryo nosičem.[4] V roce 2015 byl PGH použit ve spojení s procesem amplifikace celého genomu (WGA) nejen k diagnostice onemocnění, ale také k rozlišení meiotických segregačních chyb od mitotických.[5]

Neustále jsou prováděny studie ve snaze využít a vylepšit metody PGD od jejich počátečního vynálezu. Stává se stále populárnějším, protože poskytuje jednotlivcům možnost detekovat abnormality embrya před implantací, nikoli během počátečních týdnů těhotenství. Posledně uvedené vede často k potratu embrya, což pro mnohé představuje etické dilema, kterému se nyní lze vyhnout.

Postup

PGH používá informace týkající se rodinné anamnézy ve spojení s použitím spojených polymorfních markerů, jako je krátké tandemové opakování (STR) a jednonukleotidové polymorfismy (SNP) k lokalizaci genů odpovědných za onemocnění. STR i SNP jsou variacemi v genových nukleotidech a odhaduje se, že v lidské DNA existují desítky milionů každého typu variace.[1] Vysoká frekvence STR nebo SNP v alelách postižených jedinců ve srovnání s jejich nepostiženými přímými příbuznými naznačuje původ mutace způsobující onemocnění. Takto „označují“ alely, že mají mutaci, aniž by museli mutaci specificky identifikovat. Protože počet potenciálních STR a SNP je tak vysoký, pomáhá rodokmen rodiny zúžit rozsah alel k analýze.[4] Dále pochopení toho, jak se požadovaný gen exprimuje v průběhu času, pomáhá nakonec určit, který haplotyp je zodpovědný za alely spojené s mutací. Tímto způsobem je vytvořena mapa haplotypu, která vykazuje nejen geny, které potomci budou obsahovat, ale také rodičovský původ genů. Jakmile jsou charakterizovány alely, které korelují s mutací, je možný PGH embryí a pro přenos jsou vybrána pouze embrya nesoucí haplotypy s nízkým rizikem.[2] Provádí se PGH in vitro až do tohoto bodu, kdy se vybraná embrya umístí do dělohy náhradní matky pro další vývoj.

Výhody

Jakmile je vytvořena skupina asociovaných genetických markerů pro konkrétní onemocnění, lze ji použít pro všechny nosiče této choroby.[6] Naproti tomu, protože i monogenní onemocnění může být způsobeno mnoha různými mutacemi v postiženém genu, konvenční metody PGD založené na nalezení konkrétní mutace by vyžadovaly testy specifické pro mutaci. PGH tedy rozšiřuje dostupnost PGD na případy, kdy nejsou k dispozici testy specifické pro mutaci.

PGH má také výhodu oproti fluorescence in situ hybridizace (FISH) v tom, že FISH obvykle není schopen rozlišovat mezi embryi, která mají vyváženou formu a chromozomální translokace a ti, kteří nesou homologní normální chromozomy. Tato neschopnost může být vážně škodlivá pro stanovenou diagnózu. PGH může rozlišovat, což FISH často nedokáže. PGH to dělá pomocí polymorfních markerů, které jsou vhodnější pro rozpoznávání translokací. Tyto polymorfní markery jsou schopny rozlišovat mezi embryi, která nesla normální, vyváženou a nevyváženou translokaci. FISH také vyžaduje více fixace buněk pro analýzu, zatímco PGH vyžaduje pouze přenos buněk do zkumavek s polymerázovou řetězovou reakcí. Přenos buněk je jednodušší metoda a ponechává méně prostoru pro selhání analýzy.[7]

Použití

PGH se používá k testování:

Dějiny

Zatímco PGD byl původně prováděn u pohlavních králíků v roce 1968, lidský PGD byl k dispozici až po vývoji PCR na jednobuněčné DNA v roce 1985.[2] PGH byl poprvé vyvinut v roce 2006 na adrese Londýn je Guyova nemocnice.[6]

Reference

  1. ^ A b „Vývoj mapy haplotypu lidského genomu za účelem nalezení genů souvisejících se zdravím a chorobami: Shrnutí schůzky“. www.genome.gov. Citováno 2016-03-29.
  2. ^ A b C Coskun S, Qubbaj W. 2010. Preimplantační genetická diagnostika a výběr. J. Reprod Stem Cell Biotechnol 1 (1): 120-140.
  3. ^ Shamash J, Rienstein S, Wolf-Reznik H, Pras E, Dekel M, Litmanovitch T, Brengauz M, Goldman B, Yonath H, Dor J, Levron J, Aviram-Goldring A. Preimplantační genetická haplotypizace nové aplikace pro diagnostiku translokace embrya dopravce - předběžná pozorování dvou rodin robertsonských translokačních nosičů. J Assist Reprod Genet (2011) 28: 77–83.
  4. ^ A b Altarescu G, Zeevi DA, Zeligson S, Perlberg S, Eldar-Geva T, Margalioth EJ, Levy-Lahad E, Renbaum P. Familiární haplotypizace a embryonální analýza pro mikropolí Preimplantační genetická diagnostika (PGD): důkaz principiální studie. J Assist Reprod Genet (2013) 30: 1595–1603.
  5. ^ NovinkyRx. 2015. Genetika; Byly hlášeny studie Sangerova institutu v oblasti lidské genetiky (souběžné haplotypování celého genomu a profilování počtu jednotlivých buněk). Atlanta (GA): Life Science Weekly.
  6. ^ A b C Renwick PJ, Trussler J, Ostad-Saffari E a kol. (2006-07-13). „Důkaz principu a první případy využívající preimplantační genetickou haplotypizaci - posun paradigmatu pro diagnostiku embryí“. Reprod Biomed Online. 13 (1): 110–9. doi:10.1016 / S1472-6483 (10) 62024-X. PMID  16820122.
  7. ^ Shamash, J. a kol. (2011). Preimplantační genetická haplotypizace nové aplikace pro diagnostiku embryí translokačních nosičů - předběžná pozorování dvou robertsonských translokačních rodin nosičů. Journal of Assisted Reproduction and Genetics, 28 (1), 77-83.

externí odkazy