Анализ конкордантности результатов преимплантационного генетического тестирования на анеуплоидии методом Next Generation Sequencing на платформе Illumina в клетках разных областей трофэктодермы

Цель исследования: выполнить исследование клеток трофэктодермы (ТЭ) из разных областей эмбриона методом высокопроизводительного полногеномного секвенирования (Next Generation Sequencing, NGS) на платформе Illumina и сравнить данные для выявления степени дискордантности разных образцов одного эмбриона.
Дизайн: сравнительное исследование.
Материалы и методы. Для исследования использованы эмбрионы человека на ранних этапах развития, полученные в результате искусственного оплодотворения гамет здоровых доноров с нормальным кариотипом в рамках программы экстракорпорального оплодотворения. Для исследования были выбраны 14 эмбрионов человека, полученных в результате оплодотворения ооцитов от 10 доноров в возрасте от 20 до 32 лет донорской спермой 9 доноров из банка спермы ООО «МЦРМ». Два эмбриона деградировали в процессе разморозки. У 12 эмбрионов выполнена повторная биопсия клеток ТЭ в двух независимых участках: одна биопсия ТЭ, прилежащей к клеткам внутренней клеточной массы (ВКМ), и вторая биопсия ТЭ с противоположного от эмбриобласта полюса бластоцисты.
Результаты. Cравнительное исследование молекулярного кариотипа клеток ТЭ, полученных из разных участков бластоцисты 12 эмбрионов, 36 образцов (по 3 от каждого), показало частичное расхождение только в одном наблюдении. При первичном исследовании у эмбриона молекулярный кариотип был представлен трисомией хромосомы 16: Seq(16)x3,(XY)x1. При вторичном выявлена дополнительно делеция в виде мозаицизма участка хромосомы 7 в клетках, прилежащих к ВКМ эмбриона: Seq(16)x3,(7q21.3 -> 7q36.3)x[0.5]). Все остальные результаты показали полную конкордантность вне зависимости от исследуемого участка ТЭ, а также лаборатории, в которой выполнено секвенирование.
Заключение. Можно сделать вывод, что преимплантационное генетическое тестирование на анеуплоидии эмбрионов 5-го дня развития на основе методов высокопроизводительного полногеномного секвенирования на платформе Illumina позволяет получить надежные данные о хромосомных аномалиях и может быть успешно применено для выявления анеуплоидий у доимплантационных эмбрионов.

1. Nagaoka S.I., Hassold T.J., Hunt P.A. Human aneuploidy: mechanisms and new insights into an ageold problem. Nat. Rev. Genet. 2012; 13(7): 493–504. DOI: 10.1038/nrg3245

2. Hassold T., Hunt P. To err (meiotically) is human: the genesis of human aneuploidy. Nat. Rev. Genet. 2001; 2(4): 280–91. DOI: 10.1038/35066065

3. Minasi M.G., Colasante A., Riccio T., Ruberti A. et al. Correlation between aneuploidy, standard morphology evaluation and morphokinetic development in 1730 biopsied blastocysts: a consecutive case series study. Hum. Reprod. 2016; 31(10): 2245–54. DOI: 10.1093/humrep/dew183

4. Корсак В.С., Балахонов А.В., Бичевая Н.К., Кузнецова Р.А. и др. Руководство по клинической эмбриологии. М.: СИМК; 2019. 224 с.

5. Gardner R.J.M., Amor D.J. Gardner and Sutherland’s chromosome abnormalities and genetic counseling. New York: Oxford University Press; 2018. 784 p.

6. Daughtry B.L., Chavez S.L Chromosomal instability in mammalian pre-implantation embryos: potential causes, detection methods, and clinical consequences. Cell Tissue Res. 2016; 363(1): 201–25. DOI: 10.1007/s00441-015-2305-6

7. Grati F.R. Chromosomal mosaicism in human feto-placental development: implications for prenatal diagnosis. J. Clin. Med. 2014; 3(3): 809–37. DOI: 10.3390/jcm3030809

8. Munné S., Weier H.U. Simultaneous enumeration of chromosomes 13, 18, 21, X, and Y in interphase cells for preimplantation genetic diagnosis of aneuploidy. Cytogenet. Cell Genet. 1996; 75(4): 263–70. DOI: 10.1159/000134497

9. Verlinsky Y., Kuliev A. Preimplantation diagnosis of common aneuploidies in infertile couples of advanced maternal age. Hum. Reprod. 1996; 11(10): 2076–7. DOI: 10.1093/oxfordjournals.humrep.a019050.

10. Бичевая Н.К., Леонтьева О.А., Сайфитдинова А.Ф., Пастухова Ю.Р. и др. Использование донорских гамет и эмбрионов для лечения бесплодия. Акушерство и гинекология. 2020; 11: 190–6. DOI: 10.18565/aig.2020.11.190-196

11. Gardner D.K, Schoolcraft W.B. In vitro culture of human blastocysts. In: Jansen R., Mortimer D., eds. Toward reproductive certainty: fertility and genetics beyond. London: Parthenon Publishing; 1999: 378–88.

12. Gardner D.K, Schoolcraft W.B. Culture and transfer of human blastocysts. Curr. Opin. Obstet. Gynecol. 1999; 11(3): 307–11. DOI: 10.1097/00001703-199906000-00013

13. Sachdev N.M., Ribustello L., Liu E., McCulloh D.H. et al. The rate of mosaic embryos from donor egg as detected by next generation sequencing (NGS) varies by IVF laboratory. Fertil. Steril. 2016; 106(3 suppl.): e156–7. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2016.07.463

14. Gleicher N., Patrizio P., Brivanlou A. Preimplantation genetic testing for aneuploidy — a castle built on sand. Trends in molecular medicine. Opinion Special Issue: Reproductive and Sexual Health. 2021; 27(8): 731–42. DOI: 10.1016/j.molmed.2020.11.009

15. Taylor T.H., Griffin D.K., Katz S.L., Crain J.L. et al. Technique to ‘map’ chromosomal mosaicism at the blastocyst stage. Cytogenet. Genome Res. 2016; 149(4): 262–6. DOI: 10.1159/000449051

16. Saifitdinova A.F., Glotov O.S., Polyakova I.V., Bichevaya N.K. Mosaicism in preimplantation human embryos. Integrative Physiology. 2020; 1(3): 225–30. DOI: 10.33910/2687-1270-2020-1-3-225-230