Ранее генетики и репродуктологи разделяли эмбрионы на «нормальные», или эуплоидные, и аномальные – анеуплоидные. Но теперь есть третья категория: «мозаичные», с эмбриональным мозаицизмом. По сути, мозаичные эмбрионы имеют как эуплоидные, так и анеуплоидные клетки.
Почему мозаицизм эмбриона важен? Мозаичные эмбрионы имеют меньше шансов прижиться, чем эуплоидные, но при этом шансов больше, чем у анеуплоидных. Их нельзя точно отнести как к полностью здоровым, так и к бесперспективным.
Рассказываем, как понять мозаицизм эмбриона, его причины и последствия, предимплантационную генетическую диагностику и ЭКО с мозаичным эмбрионом.
Простой способ понять мозаицизм эмбриона
Когда эмбрион достигает стадии бластоцисты (с 5 по 7 день развития), и его можно подвергнуть биопсии для предимплантационной генетической диагностики, он содержит от 50 до 300 клеток.
Для такого эмбриона возможны три сценария: все его клетки будут нормальными, все — аномальными, или выявится какая-либо комбинация нормы и аномалий — это мозаицизм.
При диагностике мы надеемся, что 5–10 клеток, которые извлекаются при биопсии для анализа (и на основании которых делаем выводы), представляют весь эмбрион.
Представьте, что эмбрионы — это три типа футбольных мячей: один полностью белый, один полностью чёрный, а один — смесь черного и белого.
Если вы возьмете образец любого из них, вы надеетесь, что он будет представлять состав остальной части мяча. В случае с полностью белым или полностью чёрным мячом, когда вы берете образец, он представляет собой всю картину.
В случае с двухцветным футбольным мячом, вы можете получить чисто белый, только чёрный фрагмент, или представляющий собой нетипичное сочетание этих двух цветов, и ошибочно заключить, что мяч совсем не того цвета, чем он есть на самом деле.
Именно эту неопределенность вносит мозаицизм в предимплантационную генетическую диагностику: биопсия 5–10 клеток может не отражать все 50–300 клеток эмбриона и привести к ложному выводу о его потенциале.
Чтобы точно определить генетический состав эмбриона, пришлось бы исследовать все его клетки, а это означает уничтожение эмбриона и непригодность для переноса при ЭКО.
Добавим ещё один нюанс.
Представьте, что у каждого футбольного мяча из нашей аналогии есть внешний и внутренний слой. Возможно, внешний слой будет полностью белым, а внутренний — сочетанием чёрного или чёрно-белого. Это может заставить вас ещё больше усомниться в том, представляет ли собой часть внешнего слоя сам мяч целиком.
Эта аналогия применима и к эмбрионам, где есть внешний слой (трофэктодерма, будущая плацента) и внутренний слой (внутренняя клеточная масса, будущий плод).
Этот внутренний слой в конечном итоге становится плодом и, безусловно, представляет для нас интерес, но мы не можем исследовать его клетки, поэтому надеемся, что образец, который мы получим из внешнего слоя, будет отражать внутренний слой.
В чём причины мозаицизма эмбриона?
Эта аномалия является результатом плохого разделения хромосом во время деления эмбриона. По-видимому, она не связана ни с какими факторами у матери или отца. По медицинским исследованиям, хромосомный мозаицизм наблюдается у 20% человеческих эмбрионов.
Традиционное предимплантационное генетическое тестирование при ЭКО
Первые роды после ЭКО произошли в 1978 году. С тех пор вспомогательные репродуктивные технологии значительно продвинулись, улучшив результаты для многих женщин с бесплодием, повторяющимися выкидышами и генетическими заболеваниями.
Одним из самых значительных достижений стало развитие предимплантационного генетического тестирования, которое получило широкое распространение благодаря усовершенствованным технологиям.
Существует два основных типа предимплантационной генетической диагностики.
- Предимплантационная генетическая диагностика (ПГД) используется в случаях, когда у пары имеется известное или предполагаемое генетическое заболевание, такое как муковисцидоз или серповидноклеточная анемия.
- Преидмплантационный генетический скрининг (ПГС), с другой стороны, выявляет хромосомные аномалии, такие как синдром Дауна.
ПГС проверяет, есть ли в какой-либо из 23 пар хромосом слишком много или слишком мало хромосом — состояние, называемое анеуплоидией.
ПГС также часто используется для снижения риска выкидыша или повышения частоты имплантации, особенно у женщин с повышенным риском хромосомных аномалий.
И преимплантационная генетическая диагностика, и скрининг направлены на выявление эмбрионов с максимальными шансами на рождение здорового ребёнка, и снижение вероятности неудачной имплантации или врождённых дефектов.
Подробнее читайте в статье «Что такое генетический скрининг ПГТ-М и ПГТ-А перед ЭКО и как его проводят?».
NGS: как секвенирование нового поколения улучшает отбор эмбрионов
Для проведения этого анализа эмбрионам дают расти в течение пяти-шести дней, пока они не достигнут стадии бластоцисты. На этом этапе берут образцы примерно из пяти клеток трофэктодермы (части, которая станет плацентой). Затем эти клетки анализируются с помощью секвенирования нового поколения (NGS-анализа), мощного инструмента, позволяющего выявлять хромосомные ошибки.
До недавнего времени секвенирование NGS могло выдавать только два результата: нормальный или аномальный. Результат типа 46XX или 46XY считался хромосомно нормальным, в то время как наличие лишних или отсутствующих хромосом указывало на аномалию, например, синдром Дауна.
Благодаря новым технологиям генетический анализ NGS теперь позволяет выявлять третью категорию: мозаицизм.
Мозаичные эмбрионы содержат смесь нормальных и аномальных клеток. Например, бластоциста, содержащая около 120 клеток, может состоять преимущественно из нормальных клеток и небольшого количества аномальных (низкоуровневая мозаика), или наоборот (высокоуровневая мозаика).
Вот как классифицируется мозаицизм:
- Менее 20% аномальных клеток — норма (в некоторых лабораториях нормой считается до 10%).
- 20–40% аномальных клеток — низкий уровень мозаичности.
- 40–80% аномальных клеток — высокий уровень мозаичности.
- Более 80% аномальных клеток — аномальные клетки.
Точен ли результат NGS в отношении эмбрионального мозаицизма? Хотя специалисты стремятся к максимальной точности, но – как в аналогии с футбольными мячами – возможны разные варианты.
В отличие от хромосомных аномалий, присутствующих на момент оплодотворения, мозаицизм эмбриона развивается впоследствии и не усиливается с возрастом родителей (работа российских учёных в Acta Naturae).
Следует ли делать ЭКО с мозаичным эмбрионом?
В некоторых центрах репродуктивной медицины предпочитают переносить мозаичные эмбрионы, когда нет в наличии нормальных. Как правило, такие переносы имеют более низкие показатели беременности и более высокие показатели выкидышей, но исследования показывают, что они редко приводят к рождению детей с врождёнными аномалиями.
На сегодняшний день из всех перенесенных мозаичных эмбрионов в мире не было зарегистрировано ни одного случая рождения ребёнка с проблемами, связанными с диагностированным мозаицизмом в эмбрионе (работа учёных из Института Бернабеу).
Если нормальных эмбрионов нет, то, в зависимости от того, какие хромосомы затронуты, для переноса в ЭКО могут быть рассмотрены некоторые мозаичные эмбрионы.
Результаты ЭКО с мозаичным эмбрионом обычно попадают в категорию «всё или ничего» — либо имплантация не удалась, либо родился здоровый ребенок.
Согласно исследованиям, мозаичные эмбрионы приводят к ранним выкидышам в большем проценте случаев, чем нормальные, но примерно в 30% случаев наступает жизнеспособная беременность (Lledó et al., 2017).
Нормальное развитие возможно потому, что эти эмбрионы, по-видимому, способны каким-то образом восстанавливать аномальные клетки, или потому, что эти клетки просто делятся медленнее, чем остальные, и в конечном итоге исчезают, образуя таким образом совершенно нормальный эмбрион.
Другая научная теория заключается в том, что клетки с хромосомными аномалиями расположены во внешнем слое эмбриона, а не во внутренней клеточной массе, из которой формируется будущий ребёнок.
Важные исключения
Не все мозаичные эмбрионы безопасны для переноса в ЭКО. Некоторые из них не следует использовать из-за риска серьёзных проблем со здоровьем (исследование учёных из МГУ им. М.В. Ломоносова). Например:
- Наличие дополнительной 21-й хромосомы может привести к синдрому Дауна.
- Дополнительные хромосомы 13 или 18 связаны с серьёзными врождёнными дефектами.
- Хромосомы 2, 7 и 16 могут приводить к проблемам с развитием и преждевременным родам.
- Хромосомы 14 и 15 могут вызывать состояние, называемое однородительской дисомией, которое связано с осложнениями у новорожденных.
Мозаицизм эмбриона: нам нужно знать больше о причинах и последствиях
О мозаицизме нам до сих пор многое неизвестно.
Например, ограниченный плацентарный мозаицизм — когда аномальные клетки локализуются только в плаценте, в то время как плод нормальный — может возникать на более поздних сроках беременности.
Понимание того, когда и как развивается мозаицизм, может помочь врачам принимать более взвешенные решения о переносе эмбрионов при ЭКО.
Расскажет ли вам врач о мозаицизме эмбриона?
Вероятность того, что вы услышите о мозаицизме, и повлияет ли это на ваше лечение, зависит от клиники, в которую вы обратитесь, и от выбранной вами референтной лаборатории.
- Некоторые референтные лаборатории (лаборатории, которые анализируют образец) не используют достаточно мощную технологию для анализа биопсии и выявления мозаицизма. В этом случае вы не услышите о мозаицизме.
- В других случаях референс-лаборатория может обнаружить мозаицизм, но может иметь настолько узкое определение этого явления, что почти никогда не считает эмбрионы мозаичными. В этом случае вы тоже вряд ли услышите о мозаицизме.
Здесь следует отметить, что понятие «мозаичный» в разных областях медицины различается. Многие референтные лаборатории пришли к единому мнению, что если эмбрион состоит из 20–80% аномальных клеток, то он считается мозаичным. Некоторые лаборатории более вольно подходят к определению и считают, что если от 10% до 90% клеток являются аномальными, то эмбрион считается мозаичным.
- В других случаях лаборатория может обнаружить мозаицизм и даёт ему достаточно широкое определение, но клиника не хочет, чтобы вы об этом знали, вероятно, потому что они считают, что такие эмбрионы ничем не лучше анеуплоидных, и не хотят их переносить.
Мы считаем, что 50% клиник в США намеренно просят референтную лабораторию не сообщать о наличии мозаичных эмбрионов. Вместо этого многие из них классифицируются как анеуплоидные, и пациентке внушают, что качество её эмбрионов хуже, чем на самом деле.
Наконец, даже когда лаборатории могут обнаружить мозаицизм, и клиники передают эту информацию пациентам, мы наблюдаем широкий диапазон мозаицизма в зависимости от клиники, в которой лечился пациент.
Например, в нашем исследовании одна референтная лаборатория, обслуживающая множество клиник, заметила, что частота мозаицизма эмбрионов варьировалась от 17% до 48% в зависимости от клиники, отправившей образец.
Вполне возможно, что на вероятность мозаицизма эмбриона влияют лекарства, которые вам назначает клиника, или способ выращивания эмбрионов.
Выводы
Мозаицизм — не новое явление, но недавние достижения в области генетического тестирования позволили нам выявлять его с большей точностью.
Вот что известно на данный момент:
- Перенос мозаичных эмбрионов в ЭКО следует рассматривать только в том случае, если отсутствуют нормальные эмбрионы.
- В результате таких переносов вероятность успеха ЭКО и беременности может быть ниже, но рождение здорового живого ребёнка вполне реально.
- Перенос эмбриона с мозаицизмом при ЭКО может привести к успешному рождению здорового ребёнка или к выкидышу. Врождённые дефекты в этом случае очень редки – чаще эмбрион просто не приживётся.
- Есть типы мозаицизма, при которых перенос при ЭКО категорически противопоказан.
- При таком результате генетического секвенирования родителям необходимо пройти генетическое консультирование.
- Международное общество предимплантационной генетической диагностики (PGDIS) рекомендует проводить амниоцентез для подтверждения нормального кариотипа плода или, по крайней мере, неинвазивный пренатальный тест (НИПТ).
Об этих исследованиях читайте в статье «Неинвазивный пренатальный тест (НИПТ): что это, его точность и стоимость».
