Кариомэппинг предложен в качестве альтернативы предимплантационной генетической диагностике для оценки эмбрионов при экстракорпоральном оплодотворении

Британские исследователи высказали предположение о том, что кариомэппинг представляет собой перспективный и экономически эффективный метод для обнаружения целого ряда генетических заболеваний у эмбрионов при экстракорпоральном оплодотворении (оплодотворении in vitro).

Предимплантационная генетическая диагностика (ПГД) дефектов в отдельно взятом гене с помощью генетического анализа одной единственной или небольшого числа клеток биопсийного материала, взятого у эмбрионов при экстракорпоральном оплодотворении, является надежно отработанной с клинической точки зрения. Однако ПГД моногенных нарушений (возникающих вследствие мутации в одном гене) является дорогим мероприятием, занимающим много времени и требующим подбора определенного теста для каждой пары и/или нарушения.


Целенаправленное гаплотипирование маркеров тесно примыкающих друг к другу или внутригенных коротких тандемных повторов методом мультиплексной полимеразной цепной реакции с флуоресцентной детекцией (multiplex fluorescent polymerase chain reaction) в сочетании с прямым обнаружением мутации улучшает точность анализа отдельной клетки в значительной степени и минимизирует потенциальные ошибки, вызванные необнаруженным выпадением аллели или контаминацией. Выпадение аллели предполагает неудачную амплификацию одной из двух аллелей гетерозиготного локуса. Это заставляет гетерозиготную клетку казаться гомозиготной в пораженном локусе, потенциально приводя к ошибочному диагнозу.

Исследователи в Кентском университете (Соединенное Королевство) представили кариомэппинг в качестве альтернативы традиционной предимплантационной генетической диагностике. Кариомэп (karyomap), в отличие от кариотипа, устанавливает родительское и прародительское происхождение каждой хромосомы и хромосомных сегментов и является уникальным для каждого человека, характеризуясь независимым расщеплением родительских хромосом и набором нерекомбинантных и рекомбинантных хромосом. Поэтому кариомэппинг дает возможность проведения анализа наследственности, основанного на исследовании генетического сцепления и генетических ассоциаций, и обнаружения хромосомного дисбаланса, при котором либо присутствуют оба гаплотипа от одного родителя (трисомия), либо не присутствует ни одного (моносомия/делеция).

Кариомэп, как описано в текущем исследовании, был получен на основании данных, полученных методами ПЦР и секвенированием всего генома, которые обнаруживали однонуклеотидные полиморфизмы. Данные мультиплексного анализа на микросферах (Bead array) были импортированы непосредственно в специальное программное обеспечение для проведения кариомэппинга (BlueFuse Multi, версия 4.0; Illumina [Литл Честерфорд, Соединенное Королевство]). Программа BlueFuse Multi показала подробные кариомэпы для каждой родительской хромосомы в виде двух рядов однонуклеотидных полиморфизмов, содержащих полезные сведения (цветные точки), распределенные на местах их фактического положения выше и ниже непрерывной линии гаплоблока, каждый из которых имел цветовое кодирование, указывающее на родительский гаплотип.

С образцами геномной ДНК обычно частота обращений (call rate) достигалась более 98%. С материалами отдельных бластомеров и образцами многоклеточной трофэктодермы частота обращений была значительно ниже, в пределах 75-95%. Тем не менее анализ кариомэпа этих образцов был очень непротиворечивым, показывая немногочисленные ошибки генотипирования. Образцы, для которых частота обращений была меньше чем 60% (для эуплоидных образцов), показывающие безрезультатность амплификации, имелись у высокого процента пациентов с ошибочными гетерозиготными обращениями, что препятствовало надежному анализу кариомэпа. Эти образцы были исключены из дальнейшего анализа.

В научной работе, опубликованной 6 января 2015 года в интернет-версии журнала Journal of Assisted Reproduction and Genetics, авторы представили подтверждение принципа действия для широкомасштабного клинического применения кариомэппинга, во-первых, адаптируя протокол для применения в клинической практике при регулярном временном интервале ПГД (24 часа) и, во-вторых, обнаруживая синдром Марфана – заболевание, наследуемое по аутосомно-доминантному типу.

Ссылки по теме:
University of Kent
Illumina