Anàlisi citogenètica preimplantacional: alteracions cromosòmiques numèriques i estructurals

Abstract

L'anàlisi citogenètica del 1er corpuscle polar (1CP) permet una caracterització indirecta de l'oòcit en metafase II (MII) sense comprometre la seva capacitat reproductiva. Això permet, dins un programa de fecundació in vitro (FIV), desenvolupar una variant del diagnòstic genètic preimplantacional en la que s'analitza el 1CP (DGP-1CP).<br/>L'objectiu general d'aquest treball és estudiar la incidència d'aneuploïdia en la línia germinal femenina i en els primers estadis del desenvolupament embrionari.<br/>S'han utilitzat oòcits descartats de cicles de FIV per a desenvolupar una metodologia de hibridació in situ fluorescent (FISH) que permet detectar nou cromosomes en 1CPs i en MII. Fins ara, les absències de cromosomes o cromàtides en 1CP es consideraven artefactes però la valoració de la complementarietat 1CP- MII realitzada constata que només ho són una minoria (25,8%). <br/>Tant la freqüència d'aneuploïdia obtinguda per als nou cromosomes estudiats (47,5%) com el risc estimat d'aneuploïdia per els 23 cromosomes (57,2%) són molt elevats. El risc estimat de segregació anòmala per cromosoma analitzat és del 0,89%.<br/>S'han identificat diferents mecanismes de generació d'aneuploïdies en l'oòcit: separació precoç de cromàtides germanes (observada amb més freqüència al 1CP que a la MII) i no-disjunció de cromosomes homòlegs en la meiosi i segregació anòmala en la mitosi de l'etapa proliferativa de la línia germinal (mosaïcisme gonadal). Aquest fenomen s'ha detectat en un 25,7% de les pacients analitzades i fa recomanable el diagnòstic prenatal a les pacients que quedin gestants després d'un DGP-1CP.<br/>Aplicant DGP-1CP a dones amb cariotip normal (dones d'edat avançada), la incidència d'aneuploïdia per als nou cromosomes ha estat del 60,4%, corroborant a aquest grup com a grup de risc per la presència d'aneuploïdies. Aplicant-lo a dues pacients portadores de translocacions robertsonianes s'ha trobat una taxa d'aneuploïdia molt alta per als cromosomes no implicats en la translocació (91,7% i 72,7%), independentment de les alteracions observades per als cromosomes de la translocació. <br/>L'anàlisi d'aneuploïdies en blastòmers de pacients portadors i portadores de translocacions recíproques mostra un alt índex d'aneuploïdies de cromosomes no implicats en la translocació (60,3%) i també un alt percentatge de mosaïcisme (58,7%), tenint en compte tant els cromosomes implicats com els no implicats en la translocació. S'han trobat embrions normals o equilibrats per la translocació però aneuploides per altres cromosomes.<br/>Sembla necessari l'estudi seqüencial de la segregació dels cromosomes implicats en la translocació i de les aneuploïdies per altres cromosomes, en pacients portadors de translocacions.<br/>Per a validar la interpretació del resultat de la FISH en l'anàlisi d'aneuploïdia en cèl·lules proliferants, s'han estudiat cèl·lules en estadi de G0 (cèl·lules de Sertoli) i cèl·lules proliferants (limfòcits). En aplicar FISH en cèl·lules en proliferació s'estima que el 10,8% de dobles marques en excés trobades, en comparació amb les trobades en cèl·lules no proliferants, no són senyals partits, sinó deguts al procés de replicació. L'aplicació de FISH en cèl·lules en proliferació, com són els blastòmers, pot dificultar la interpretació dels resultats de FISH. Caldria incloure marcadors de l'inici o el final de la replicació per tal de ser usats simultàniament amb les sondes diagnòstiques de FISH en realitzar un DGP en blastòmers.<br/>El DGP per a la detecció d'aneuploïdies és un procediment més del que es disposa per tal d'oferir als pacients amb risc tot i que s'ha de valorar, en cada cas, si la seva aplicació pot ser beneficiosa.

Cytogenetic analysis of the 1st polar body (1PB) allows an indirect characterisation of the oocyte in the metaphase II stage (MII) without compromising its reproductive capability. This allows, in an in vitro fertilisation treatment (IVF), the development of a variant of preimplantation genetic diagnosis in which the 1PB is analysed (PGD-1PB).<br/>The aim of this study is to analyse the aneuploidy rate in the female germ-cell line and in its first embryo development stages.<br/>We have used oocytes discarded from IVF cycles to develop a fluorescent in situ hybridisation (FISH) method that allows for the detection of nine chromosomes in 1PBs and in MII. Until now, missing chromosomes or chromatids in the 1PB have been considered as artefacts but the evaluation of the 1PB-MII complement could proves that they are only a minority (25.8%). <br/>Both the aneuploidy rate found for the nine chromosomes analysed (47.5%) and the estimated risk of aneuploidy for the 23 chromosomes (57.2%) are very high. The abnormal segregation percentage per analysed chromosome is 0.89%.<br/>Different mechanisms for the generation of aneuploidies have been identified: predivision of sister chromatids (more frequently observed in 1PB than in MII) and non-disjunction of homologous chromosomes in meiosis I and altered segregation in mitosis during the proliferative stage in the germ-cell line (gonadal mosaicism). This phenomenon has been found in 25.7% of the analysed patients and makes the application of prenatal diagnosis in patients which become pregnant after a PGD-1PB advisable.<br/>When applying PGD-1PB in females with a normal karyotype (advanced maternal age), the aneuploidy rate for the nine chromosomes is 60.4%, corroborating this group as a risk group for the presence of aneuploidies. Applying it to two female carriers of Robertsonian translocations, a high aneuploidy rate for the chromosomes not implicated in the translocation has been found (91.7% and 72.7%), independently of the alterations observed in the chromosomes of the translocation.<br/>The analysis of aneuploidies in blastomeres of male and female reciprocal translocation carriers shows a high aneuploidy rate for the chromosomes not involved in translocations (60.3%) and also a high percentage of mosaicism (58.7%), including both the chromosomes implicated and not implicated in the translocation. Normal and balanced embryos for the translocation, but with aneuploidies for other chromosomes, have been found.<br/>In translocation carriers, the sequential analysis of the segregation of the chromosomes involved in the translocation and the aneuploidy screening for other chromosomes seems necessary, <br/>In order to validate the interpretation of FISH results in the aneuploidy screening of proliferating cells, G0 stage cells (Sertoli cells) and proliferating cells (lymphocytes) have been studied. When applying FISH in proliferating cells, 10.8% extra double-dots found, in comparison with the ones found in non-proliferating cells, are not splits but are due to the replicating process. <br/>The use of FISH in proliferating cells as blastomeres could make the interpretation of FISH results difficult. It would be necessary to include markers of the beginning or the end of replication to be simultaneously used with other FISH probes in PGD-analysed blastomeres.<br/>PGD for aneuploidy screening is another procedure which is available to be offered to patients at risk although it has to be evaluated, case by case, to determine if its application can be beneficial.