Проведение преимплантационного исследования спиноцеребеллярной атаксии первого типа

Цель: описание клинического случая проведения программы вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) с преимплантационным генетическим тестированием (ПГТ) спиноцеребеллярной атаксии первого типа (СЦА1) в сочетании с преимплантационным хромосомным анализом. Методы. Планирование и проведение ПГТ выполнено для супружеской пары (30 и 31 год) из Республики Саха (Якутия) с риском СЦА1 у супруги. Нами была разработана система для ПГТ моногенного заболевания (ПГТ-М), включающая анализ патогенного варианта гена ATXN1 (NM_000332.3(ATXN1):c.589_591CAG(36_38) (p.Gln208_His209ins(Gln)n) и полиморфных STR-маркеров, сцепленных с геном ATXN1. Для подготовительного этапа использовали ДНК, выделенную из крови пациентки и супруга, сестры и отца пациентки, а также здорового неродственного донора. Исследование выполняли методом двухраундовой ПЦР с детекцией фрагментным анализом. Разработанную систему валидировали на образцах единичных клеток. Стимуляцию овуляции и эмбриологические процедуры в ходе программы ВРТ выполняли по стандартным протоколам, оплодотворение проводили методом ИКСИ. Биопсию эмбрионов выполняли на 5-е сутки развития. Полногеномную амплификацию (ПГА) ДНК из образцов трофэктодермы эмбрионов выполняли по технологии множественного замещения цепи (MDA). Полученный продукт ПГА использовали для ПГТ-М по разработанной на подготовительном этапе системе и для хромосомного микроматричного анализа анеуплоидии (ПГТ-А). Перенос размороженного эмбриона выполнен с учетом результатов ПГТ. Результаты. Разработанная система ПГТ-М включала анализ фрагмента гена ATXN1, несущего CAG-повторы и анализ 9 информативных маркеров STR, фланкирующих ген. В программе ВРТ получено 5 зрелых ооцитов. Три эмбриона, достигших стадии бластоцисты, были биопсированы; для них была выполнена ПГА и ПГТ-М. Мутантный аллель хорошо идентифицировался в двух эмбрионах. Один из эмбрионов был определен как нормальный по генотипу ATXN1 и материнскому STR-гаплотипу. Для одного нормального эмбриона было выполнено ПГТ-А, результат которого показал нормальный хромосомный статус. Эмбрион был перенесен в полость матки. Результаты ХГЧ (хорионического гонадотропина человека) подтвердили имплантацию эмбриона. Заключение. Представленный нами клинический случай демонстрирует успешное проведение программы ВРТ с ПГТ в отношении СЦА1 в сочетании с анализом ПГТ-А.

ПГТ-М, преимплантационное генетическое тестирование моногенных болезней, cпиноцеребеллярная атаксия первого типа (СЦА1), ПГТ-А, ВРТ, ген ATXN1

1. Zoghbi H.Y., Orr H.T. Pathogenic Mechanisms of a Polyglutamine-mediated Neurodegenerative Disease, Spinocerebellar Ataxia Type 1. The Journal of Biological Chemistry. 2009;284(12):7425-7429. doi: 10.1074/jbc.R800041200.

2. Воловиков Е.А., Давиденко А.В., Лагарькова М.А. Молекулярные механизмы атаксии первого типа. Генетика. 2020;56(2):127-141. doi: 10.31857/S0016675820020125

3. Фёдоров А.И., Сухомясова А.Л., Голикова П.И. и др. Распространённость спиноцеребеллярной атаксии 1 типа в Якутии: современное состояние. Медицинская генетика. 2020; 56(2): 127-141. doi: 10.25557/2073-7998.2020.07.29-30.

4. Srinivasan S.R., Shakkottai V.G. Moving Towards Therapy in SCA1: Insights from Molecular Mechanisms, Identification of Novel Targets, and Planning for Human Trials. Neurotherapeutics. 2019;16:999-1008. https://doi.org/10.1007/s13311-019-00763-y.

5. Drusedau M., Dreesen J.C.F.M., Die-Smulders C.D. Preimplantation genetic diagnosis of spinocerebellar ataxia 3 by (CAG)(n) repeat detection. Mol Hum Reprod. 2004;10(1):71-5. doi: 10.1093/molehr/gah008.

6. Verlinsky Y., Kuliev A. Atlas of Preimplantation Genetic Diagnosis. Second edition. 2005. Taylor & Francis: 281.

7. Moutou C., Nicod J.C., Gardes N., Viville S. Birth after preimplantation genetic diagnosis (PGD) of spinocerebellar ataxia 2 (SCA2). Prenat Diagn. 2008;28:126-30. doi: 10.1002/pd.1909.

8. Tur-Kaspa I., Jeelani R., Doraiswamy P.M. Preimplantation genetic diagnosis for inherited neurological disorders. Nat Rev Neurol. 2014;10(7):417-24. doi:10.1038/nrneurol.2014.84.

9. Liao C.H., Chang M.Y., Ma G.C. et al. Preimplantation Genetic Diagnosis of Neurodegenerative Diseases: Review of Methodologies and Report of Our Experience as a Regional Reference Laboratory. Diagnostics. 2019;9:44. doi:10.3390/diagnostics9020044.

10. Shi D., Xu J., Niu W., et al. Live births following preimplantation genetic testing for dynamic mutation diseases by karyomapping: a report of three cases. Journal of Assisted Reproduction and Genetics. 2020;37:539-548. https://doi.org/10.1007/s10815-020-01718-5.

11. Cahn S., Rosen A., Wilmot G. Spinocerebellar Ataxia Patient Perceptions Regarding Reproductive Options. Movement Disorders Clinical Practice. 2020;7(1):37-44. doi: 10.1002/mdc3.12859.

12. Ethics Committee of the American Society for Reproductive Medicine. Use of preimplantation genetic testing for monogenic defects (PGT-M) for adult-onset conditions: an Ethics Committee opinion. Fertility and Sterility. 2018;109(6):989-992. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2018.04.003.

13. Вспомогательные репродуктивные технологии и искусственная инсеминация. Клинические рекомендации (протокол лечения). МЗ РФ 05 марта 2019 года № 15-4/и/2-1908. 169 с. http://www.rahr.ru/pech_mat_norm.php.

14. ESHRE PGT Consortium and SIG-Embryology BiopsyWorking Group, Kokkali G, Coticchio G. et al. ESHRE PGT Consortium and SIG Embryology good practice recommendations for polar body and embryo biopsy for PGT. Human Reproduction Open. 2020:1-12. doi:10.1093/hropen/hoaa020.

15. ESHRE PGT-M Working Group, Carvalho F, Moutou C, et al. ESHRE PGT Consortium good practice recommendations for the detection of monogenic disorders Human Reproduction Open. 2020:1-18. doi:10.1093/hropen/hoaa018.

16. ESHRE PGT-SR/PGT-A Working Group, Coonen E, Rubio C. et al. ESHRE PGT Consortium good practice recommendations for the detection of structural and numerical chromosomal aberrations. Human Reproduction Open. 2020: Human Reproduction Open, pp. 1-20, 2020. doi:10.1093/hropen/hoaa017.

17. Sequeiros J., Seneca S., Martindale J. Consensus and controversies in best practices for molecular genetic testing of spinocerebellar ataxias. European Journal of Human Genetics. 2010;18:1188-1195. doi:10.1038/ejhg.2010.10.