211service.com
Embryons fingeravtryck
När flera embryon överförs till en kvinnas livmoder under provrörsbefruktning (IVF) och ett enda barn föds, har det tidigare inte funnits något sätt att veta vilket embryo som framgångsrikt implanterats och utvecklats. Nu har forskare utnyttjat DNA-fingeravtryck, samma teknik som används för att lösa faderskapsprocesser och inblanda brottslingar, för att matcha ett embryo till barnet som det till slut blir. Denna teknik kan hjälpa forskare att utveckla tester för att på ett mer tillförlitligt sätt skilja mellan livsdugliga embryon och deras icke livsdugliga syskon.
Från blastocyst till bebis: Fem dagar efter befruktningen har detta embryo – känt som en blastocyst – differentierats till två sorters celler. En klump, som kallas den inre cellmassan (synlig här i den övre högra kvadranten), kommer att bli fostret. Den andra klumpen, som kallas trophectoderm (som fodrar blastocystens inre vägg), kommer att bli moderkakan. Australiska forskare utvecklade en teknik för att extrahera trophectoderm-celler och få deras DNA-fingeravtryck. När flera embryon används för provrörsbefruktning kan dessa fingeravtryck indikera vilken blastocyst som blev vilken bebis. Forskarna använde en laser för att tappa ett litet hål i blastocystens yttre beläggning, mittemot den inre cellmassan, och sög sedan ut 8 till 20 trophectoderm-celler för analys.
För närvarande väljer läkare embryon för överföring baserat på en grov visuell inspektion under mikroskop. Men den här taktiken misslyckas ungefär 50 procent av tiden. Följaktligen överförs ofta flera embryon samtidigt, för att öka chanserna för en lyckad graviditet. Flera förlossningar, som utsätter både mor och barn i riskzonen, resulterar ofta.
Nästa stora framsteg inom IVF kommer att komma från vår förmåga att välja embryon bättre, säger David Adamson , ordförande för American Society for Reproductive Medicine, som inte var involverad i projektet. Det kommer att tillåta oss att öka antalet graviditeter och minska antalet flerbördsgraviditeter.
I en studie som publicerades förra veckan i tidskriften Mänsklig fortplantning , forskare vid Monash University, i Australien, ledd av IVF och stamcellspionjär Alan Trounson , arbetade med en grupp av 48 kvinnor som genomgick IVF. Fem dagar efter befruktningen använde forskarna en laser för att skära den yttre beläggningen av varje embryo, känd i det skedet som en blastocyst. Smicket gjorde det möjligt för forskarna att extrahera ett litet antal celler från skiktet av blastocysten som så småningom bildar moderkakan. Följande dag överfördes varje blastocyst till kvinnans livmoder.
Sådana embryobiopsier används vanligtvis vid IVF för att erhålla celler för prenatal genetisk screening och diagnos. Men de utförs vanligtvis tre dagar efter befruktningen, när embryot bara har sex till åtta celler. Eftersom fönstret mellan befruktning och framgångsrik överföring är snävt, är en dag-fem biopsi vanligtvis för sent för att ge tillräckligt med tid för att cellerna ska testas, ett välgrundat beslut fattas och embryot för att överföras. I den här studien användes inte de biopsierade cellerna för att fatta reproduktionsbeslut, så embryot kunde överföras innan testresultaten kom in. En tidigare biopsi skulle inte ge tillräckligt med celler för meningsfull analys.
Forskarna tittade på en grupp på 18 kvinnor i vilka några men inte alla överförda blastocyster implanterades och utvecklades till spädbarn. Genom att ta fram varje embryos DNA-fingeravtryck från de extraherade cellerna och jämföra det med varje barns DNA-fingeravtryck, kunde de definitivt se vilka embryon som hade gett upphov till friska barn.
Infertilitetsspecialister säger att fingeravtrycksmetoden kan möjliggöra en rigoröst kontrollerad studie av potentiella tekniker för att skilja mellan livskraftiga och icke-livsdugliga embryon, ett mål som hittills har visat sig svårfångat. Många grupper undersöker sådana tekniker; vissa jagar genetiska markörer som är specifika för livskraftiga embryon, medan andra driver mindre invasiva analyser av de ämnen som ett livskraftigt embryo utsöndrar.
När det gäller att göra sund vetenskap och ta reda på vilka parametrar som är viktiga att titta på, oavsett vilken teknik du använder, måste du ha fingeravtryck, säger Boston IVF medicinsk chef Michael Alper . (Alper var inte involverad i fingeravtrycksstudien.)
Förutom att testa fingeravtryckstekniken undersökte Monash University-studien en möjlig metod för att sortera embryon efter livsduglighet. Med hjälp av extraherade celler jämförde forskarna uttrycksnivåerna för cirka 45 000 gener mellan livsdugliga och icke-viabla embryon. I det här fallet använde de inte fingeravtryckstekniken; eftersom de bara kunde extrahera ett litet antal celler kunde de inte utföra både omfattande genuttrycksanalys och DNA-fingeravtryck på en enda blastocyst. Istället slog de ihop celler från livsdugliga embryon från kvinnor där alla överförda blastocyster utvecklades till spädbarn, och från icke-viabla embryon från kvinnor som inte blev gravida men som inte hade några kända livmoderbrister.
Vi kände att embryon som kunde implanteras och växa fram till termin skulle ha en unik genuttrycksprofil, säger Gayle Jones , en medförfattare till studien. Mer än 7 000 gener skilde sig mellan livsdugliga och icke-viabla embryon, även om fynden fortfarande är mycket preliminära. I slutändan hoppas forskarna att begränsa denna pool till en handfull markörer som kan identifiera de embryon som mest sannolikt kommer att lyckas.
Biopsierade blastocystceller kunde testas för dessa markörer i ett snabbt och enkelt förfarande. Sedan kan du bestämma vilka embryon du skulle överföra – vilket skulle vara det mest lönsamma, säger David Cram , också medförfattare till forskningen. Och eftersom denna mindre skala analys skulle kräva mindre genetiskt utgångsmaterial, kan det paras ihop med DNA-fingeravtryck för att validera dess prediktiva kraft.
Studiens författare observerade inga negativa effekter av blastocystbiopsi, men Marcelle Cedars , direktör för reproduktiv endokrinologi och infertilitet vid UCSF Medical Center, varnar för att mycket fortfarande är okänt om proceduren och att ytterligare studier behövs för att säkerställa dess säkerhet. Även om själva biopsien visar sig vara ofarlig, kan odling av embryot i en maträtt i sex dagar vara skadligt för utvecklingen; traditionellt sett implanteras embryon tidigare.
Cedars betonar behovet av att utveckla mindre invasiva tekniker där embryobiopsi är onödigt. För nu kan DNA-fingeravtrycksmetoden visa sig användbar för att förfina dessa tekniker.
Oavsett deras olika tillvägagångssätt delar alla dessa forskningsinsatser en gemensam ambition. Vi hoppas att den här tekniken i slutändan kommer att eliminera flera graviditeter i samband med IVF, säger Jones.
Målet är inte längre bara att göra en kvinna gravid, säger Cedars, utan att verkligen försöka få en hälsosam singelfödsel.