Przejdź do treści

Diagnostyka preimplantacyjna. Kiedy się ją przeprowadza i czemu służy?

Diagnostyka preimplantacyjna
fot. Fotolia

Niedawno świat obiegła wieść o nowo opracowanym teście, który da możliwość przewidywania IQ dziecka poczętego metodą in vitro. Obecnie dzięki innej metodzie można już badać zarodki pod kątem nieprawidłowości genetycznych, które są przyczyną wielu wad i chorób. Czym jest diagnostyka preimplantacyjna (PGD)?

Zapisz się do newslettera

O obecnych możliwościach, trendach i doniesieniach naukowych dotyczących badań zarodków opowiada dr n. med. Artur Barczyk, genetyk kliniczny z Kliniki Invicta w Warszawie.

Zobacz także: Naukowcy przewidzą IQ dziecka poczętego dzięki in vitro

W jakich przypadkach warto zastosować PGD?

Diagnostyka Preimplantacyjna (PGD), polegająca na badaniu genetycznym zarodków, pozwala ograniczyć ryzyko wystąpienia wady lub choroby genetycznej u potomstwa, zanim jeszcze kobieta zajdzie w ciążę.

Rozwiązanie jest skierowane głównie do par, które są obciążone rodzinnie, w których jeden lub oboje partnerzy są nosicielami zmian w DNA, a także do osób, które starają się o dziecko w dojrzałym wieku. Wskazaniem do przeprowadzenia diagnostyki PGD są też m.in. nawracające poronienia, wieloletnia niepłodność o nieznanym tle i niepowodzenia programów in vitro w przeszłości.

W każdej z wyżej wymienionych sytuacji istnieje ryzyko urodzenia chorego dziecka. Jeśli para jest świadoma swojego obciążenia genetycznego (np. partnerom urodziło się już jedno chore dziecko lub w ich rodzinach występowały takie przypadki) wówczas wykonuje się PGD w kierunku konkretnych zaburzeń w DNA.

W ramach procedury możliwe jest również badanie komórek jajowych oraz zarodków pod kątem m.in. chorób związanych z obecnością mutacji punktowych powodujących choroby jak m.in. mukowiscydoza, choroba Huntingtona, rdzeniowy zanik mięśni (SMA), stwardnienie guzowate. Diagnostyka przeprowadzana jest także w kierunku zaburzeń liczby chromosomów u zarodka powodujących np. zespół Turnera, zespół Downa czy zespół Patau.

Możliwe jest przeprowadzenie diagnostyki spersonalizowanej dopasowanej do konkretnej sytuacji pacjentów. Przykładowo w Klinice INVCITA do tej pory przeprowadzono autorskie projekty diagnostyki preimplantacyjnej w kierunku Zespołu Smith-Lemli-Opitz’a (SLOS), Zespołu COX-a (cytopatia mitochondrialna) oraz niedosłuchu wrodzonego, a także diagnostykę łączoną (w kierunku np. choroby jednogenowej i aneuploidii jednocześnie). PGD w wielu przypadkach daje szansę na posiadanie zdrowego potomstwa, pozwala uniknąć cierpienia i decyzji o zakończeniu ciąży w związku z wynikiem badań prenatalnych.

PGD może w kontekście tzw. „rodzeństwa na ratunek”. W sytuacji, w której pierwsze dziecko przyszło na świat z poważną chorobą, rodzice mogą zdecydować się na posiadanie drugiego, wolnego od nieprawidłowości, które jednocześnie będzie mogło podarować swoje komórki macierzyste bratu lub siostrze. Rodziny z takimi przypadkami były już leczone w Stanach Zjednoczonych, w Hiszpanii oraz kilka lat temu w Polsce, dzięki zaangażowaniu INVICTA.

Zobacz także: W Chinach narodziły się pierwsze modyfikowane genetycznie dzieci

Jakie szanse i zagrożenia niesie za sobą preimplantacyjna diagnostyka genetyczna?

Pełna diagnostyka preimplantacyjna PGD jest obecnie najskuteczniejszą metodą ograniczenia występowania chorób genetycznych u ludzi. Jest stosowana na świecie od ponad 20 lat, a w Polsce od ponad dekady.

W większości europejskich krajów jest rozwiązaniem powszechnie akceptowalnym, regulowanym w prawie lokalnym i w ramach dyrektyw unijnych, opisanym w standardach międzynarodowych stowarzyszeń. W niektórych państwach, u pacjentów ze zdiagnozowanym obciążeniem genetycznym, diagnostyka preimplantacyjna jest nawet finansowana ze środków publicznych.

Dzięki tej metodzie pary obciążone ryzykiem genetycznym zyskują szansę na posiadanie zdrowego potomstwa, jednocześnie ogranicza się także liczbę terminacji ciąż wykonywanych po badaniach prenatalnych.

Przeprowadzając badania preimplantacyjne można zwiększyć skuteczność realizowanych programów in vitro, dbając o dobro zarodków. Wielu parom oszczędzamy w ten sposób bólu, cierpienia, dylematów. Przede wszystkim zaś dajemy pacjentom szasnę na posiadanie zdrowych dzieci i spełnienie najważniejszych życiowych marzeń.

W kontekście możliwości eliminowania chorób i wad genetycznych diagnostyka preimplantacyjna jest ogromną szansą. O zagrożeniach mówi się przede wszystkim w kontekście etycznym, analizując hipotetyczne sytuacje, w których przyszli rodzice dzięki badaniom zarodków chcieliby móc wybierać określone ich cechy. Dotyczy to np. selekcji płci, koloru oczu, włosów etc. W Polsce tego typu sytuacja nie jest dopuszczalna z uwagi na obowiązujące prawo.

Badania preimplentacyjne można przeprowadzić wyłącznie w przypadku istnienia obiektywnych, medycznych wskazań do takiej procedury. Wcześniej przeprowadzane są odpowiednie testy genetyczne i konsultacja z lekarzem genetykiem.

Dotychczasowe badania naukowe potwierdzają, że diagnostyka preimplantacyjna, w tym związana z nią procedura biopsji i pobrania materiału do analizy, jest w bezpieczna dla zarodków. Dzieci, które przyszły na świat w wyniku zastosowania PGS/PGD, rozwijają się tak samo, jak ich rówieśnicy poczęci w sposób naturalny. Nie stwierdza się również dodatkowego ryzyka związanego z wcześniejszym leczeniem rodziców.

Decyzja o przeprowadzeniu badań preimplanatacyjnych jest zawsze podejmowana przez pacjentów po rozmowach z lekarzami, embriologami, psychologiem. Z pełną świadomością przebiegu procedury i jej wszystkich konsekwencji.

Należy mieć na uwadze, że metoda PGD nie daje możliwości wykrycia nowo powstałych mutacji (identyczne ryzyko dotyczy rozrodu naturalnego) oraz mutacji, których przyszli rodzice nie są świadomi (choroba nie ujawniła się dotąd w rodzinie). Ryzyko to jest minimalizowane poprzez rutynowo wykonywane badania genetyczne (np. w kierunku mukowiscydozy) oraz inne, dodatkowe badania dostosowane do indywidualnych potrzeb (na podstawie wywiadu, dokumentacji itd.)

Zobacz także: Poronienie i geny: co mają ze sobą wspólnego?

Czy dotychczasowe metody obserwacji zarodków mogą określić ryzyko wystąpienia chorób (w tym umysłowych) u dzieci poczętych dzięki IVF?

Sama obserwacja zarodków, nawet z użyciem nowoczesnych rozwiązań technologicznych pozwala jedynie na oszacowanie ryzyka. Dotyczy to zwłaszcza monitorowania rozwoju embriologicznego między 3. a 5. dobą od zapłodnienia komórki. To wtedy ujawnia się genom zarodka, można więc przyglądając się podziałom szacować, na ile jest prawidłowy.

Na tym etapie też naturalne mechanizmy selekcji powodują, że zarodki posiadające nieprawidłowy materiał genetyczny obumierają lub zatrzymują się w rozwoju. Oczywiście obserwacja to nie jest rozwiązanie, które pozwala zastąpić wiarygodną, szczegółową diagnostykę. Rzetelną i sprawdzoną informację nt. statusu genetycznego zarodka daje dopiero wynik badań preimplantacyjnych.

Zobacz także: Płeć zarodka – kiedy i jak można ją określić?

Czy istnieje możliwość, że dzięki tego typu diagnostyce w przyszłości będziemy mogli wybierać zarodki o najwyższym ilorazie inteligencji?

Zgodnie z polskim prawem, celem diagnostyki preimplantacyjnej jest eliminowane groźnych chorób dziedzicznych.

Aktualnie na świecie widać przejawy dążenia do wykorzystania PGD w innych celach niż pierwotnie przewidziany. Poza kontrolą statusu genetycznego embrionów, w niektórych krajach dopuszczalne jest dokonanie wyboru płci oraz innych cech (np. fenotypu) przyszłego dziecka. W Polsce prawo jednoznacznie zabrania takich praktyk.

Intensywny rozwój biotechnologii stwarza nowe możliwości badań, w tym także preimplentacyjnych. W ostatnim czasie media informowały o testach amerykańskiej firmy Genomic Prediction, które pozwalają wykryć złożone czynniki genetyczne odpowiadające za iloraz inteligencji u zarodka poniżej 25 punktów IQ.

Liczne choroby genetyczne wpływają na rozwój i funkcjonowanie Ośrodkowego Układu Nerwowego (w tym inteligencji). Niektóre z tych chorób są wykrywane w badaniach przesiewowych noworodków (w Polsce: fenyloketonuria, galaktozemia i inne choroby metaboliczne). W indywidulanych przypadkach badania takie są prowadzone w ramach PGD – zależnie od zagrożenia. Nic nie stoi na przeszkodzie, aby w przypadku dostępności odpowiednich testów wykonywać takie kompleksowe badanie w ramach PGD (kilka-, kilkanaście najczęstszych chorób). Jednak dobór pożądanych cech jest zakazany zarówno przez Konwencję Bioetyczną Rady Europy z 1996 jak i przez obowiązujące w większości europejskich państw prawo.

Z uwagi na obecny poziom wiedzy, nie należy się jednak raczej spodziewać, że w najbliższym czasie będzie możliwe projektowanie poziomu inteligencji dzieci. Zagrożenia związane z postępem można, a nawet należy, oczywiście rozważyć, wydaje się jednak mało prawdopodobne, by miały one dotyczyć nieodległej przyszłości.

Z wyprzedzeniem warto jednak zadać sobie pytanie o to, w jakich sytuacjach wiodącym celem medycyny jest zapobieganie chorobom i podnoszenie jakości życia poczynanych dzieci, a gdzie zaczyna się projektowanie ludzi o określonych cechach, co niewątpliwie może budzić kontrowersje. Z pewnością potrzebna jest szeroka debata o tym, gdzie jest granica dbania o dobrostan i zdrowie przyszłych pokoleń, a gdzie istnieje już zagrożenie praktykami wątpliwymi etycznie.

Anna Wencławska

Koordynatorka treści internetowych. Absolwentka Uniwersytetu Warszawskiego, pasjonatka obcych kultur i języków orientalnych.

Inżynieria genetyczna, czyli oszukać przeznaczenie dzięki CRISPR/Cas9

Łańcuch DNA /Ilustracja do tekstu: Poronienie a geny /CRISPR/Cas9 w inżynierii genetycznej
Fot. Pixabay.com

Dzięki edytowaniu genów być może już niedługo będziemy mieli szansę przeprojektować garnitur genów, które uzyska nasze potomstwo. Choć brzmi to jak scenariusz filmu science-fiction, przyszłość może być bliżej, niż się spodziewamy. Umożliwia to inżynieria genetyczna – a w szczególności metoda CRISPR/Cas9. Czym jest i jakie stwarza możliwości?

Zapisz się do newslettera

Inżynieria genetyczna to ingerencja w sekwencję nukleotydów w genach organizmów, w tym roślin, bakterii i zwierząt, w celu modyfikacji wybranych ich cech. Aby tego dokonać, naukowcy wykorzystują szereg technologii, które umożliwiają dotarcie do określonego miejsca nici DNA i usunięcie, dodanie lub zastąpienie jednostki informacji genetycznej, która się tam znajduje.

Pierwsze udane próby edycji genomu podjęto w latach 70. ubiegłego wieku (utworzono wówczas zmodyfikowane genetycznie bakterie oraz transgeniczne myszy). Postęp naukowy i technologiczny, który dokonał się od tamtego czasu, pozwolił na znaczne ułatwienie procesu zmian w kodzie genetycznym. Obecnie za najbardziej zaawansowaną i precyzyjną technologię w inżynierii genetycznej uznaje się CRISPR/Cas9.

POLECAMY: Naukowcy przewidzą IQ dziecka poczętego dzięki in vitro

Na czym polega metoda CRISPR/Cas9?

Początki metody CRISPR/Cas9 sięgają lat 80., kiedy to w organizmach bakterii odkryto wyspecjalizowany system obrony przed egzogennymi elementami genetycznymi. Jego częścią są tzw. zgrupowane, regularnie rozproszone, krótkie, powtarzające się sekwencje palindromiczne (z ang. Clustered Regularly-Interspaced Short Palindromic Repeats, w skrócie: CRISPR), które pozwalają na przechowywanie fragmentów obcego DNA pozyskanych podczas infekcji wirusowej. Dzięki temu system odpornościowy bakterii może w przyszłości wykryć obcą informację genetyczną i zniszczyć ją za pomocą specjalnych enzymów rozszczepiających nić DNA (białek Cas9).

ZOBACZ RÓWNIEŻ: Diagnostyka preimplantacyjna. Kiedy się ją przeprowadza i czemu służy?

CRISPR/Cas9 w inżynierii genetycznej. Możliwości, jakich dotąd nie było

Wkrótce okazało się, że system CRISPR/Cas9 można przenieść do laboratorium i bez większego trudu wykorzystać na potrzeby biotechnologii. Kilka lat później wykazano, że do białka Cas9 można podpiąć niemal dowolną sekwencję RNA, dając tym samym nieosiągalne wcześniej możliwości pracy nad nowymi terapiami leczniczymi.

Cechując się wysoką wydajnością, wszechstronnością oraz łatwością zastosowania w badaniach, CRISPR/Cas9 szybko stał się najwygodniejszym i najtańszym systemem stosowanym w inżynierii genetycznej. Został już wielokrotnie wykorzystany (z powodzeniem) do eliminacji wybranych genów bakterii, zwierząt, roślin, grzybów, a także ludzi (pierwsze testy kliniczne podjęli w 2016 r. badacze z Uniwersytetu Seczuańskiego w Chinach na grupie pacjentów ze złośliwym rakiem płuc).

Obecnie naukowcy badają możliwości zastosowania CRISPR/Cas9 w zapobieganiu rozwojowi szeregu chorób i zaburzeń genetycznych, m.in. mukowiscydozy, hemofilii i niedokrwistości sierpowatokrwinkowej. Metoda daje również nadzieję na leczenie i profilaktykę wielu chorób nowotworowych, psychicznych, naczyniowo-sercowych oraz zapobieganie nosicielstwu wirusa HIV. W ubiegłym roku amerykańscy naukowcy z uniwersytetu w Berkeley opublikowali też pracę badawczą na temat wykorzystania metody CRISPR-Cas9 w leczeniu osób z łamliwym chromosomem X.

CZYTAJ TEŻ: Zespół łamliwego chromosomu X a dziedziczenie. Jak ocenić ryzyko?

Nadzieje i obawy. CRISPR/Cas9 a bioetyka

Bezpieczeństwo i skuteczność stosowania metody CRISPR/Cas9 w edycji genów człowieka w celu zapobiegania rozwojowi chorób jest wciąż przedmiotem badań. Dodatkowo wszelkie modyfikacje genetyczne prowadzone na organizmach ludzkich łączą się z poważnymi obawami bioetycznymi. Z tego powodu większość takich zmian ogranicza się obecnie do komórek somatycznych (czyli komórek organizmu innych niż komórki rozrodcze).

Wiemy już jednak, że potencjał systemu CRISPR/Cas9 wykracza daleko poza wycinanie niekorzystnych fragmentów DNA u dorosłych pacjentów. Możliwe jest bowiem także wprowadzenie dziedzicznych zmian w genach plemników lub komórek jajowych, a nawet w genach zarodka. Pod koniec ubiegłego roku w Chinach przyszły na świat pierwsze bliźnięta ze zmodyfikowanym genomem, który ma zapewnić im odporność na wirusa HIV.

Więcej na ten temat: TUTAJ

Wiele osób obawia się, że edycja DNA za pomocą CRISPR/Cas9 może nie tylko niwelować ryzyko przekazania potomstwu określonych chorób, ale też prowadzić do projektowania ich cech fizycznych – takich, jak kolor oczu czy wzrost. Do drugiego z tych przypadków z pewnością jeszcze daleka droga. Obecnie wciąż w fazie wczesnych testów są modyfikacje pozwalające na zmiany cech jednogenowych, tymczasem na poszczególne cechy wyglądu składa się wiele genów. Nie można jednak wykluczyć, że w przyszłości wykorzystanie CRISPR/Cas9 w obszarze inżynierii genetycznej ograniczy tylko ludzka wyobraźnia.

Źródło: neb.com, HarvardX, ghr.nlm.nih.gov

POLECAMY:

Badanie genu MTHFR przed ciążą. Dlaczego warto je wykonywać?

Natalia Łyczko

dziennikarka, redaktorka online