Аналіз генетичних характеристик ембріонів і методології досліджень транслокацій у людини

  • О. Ю. Верлінський
  • Ю. В. Гонтар
  • Н. І. Казачкова
  • Я. В. Лахно
  • И. Е. Ільїн
  • О. М. Федота
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v27.1325

Анотація

Мета. Оцінка генетичних характеристик ембріонів-носіїв транслокацій та аналіз методології дослідження транслокацій. Методи. Структуру хромосом аналізували за допомогою класичних цитогенетичних методів GTG, FISH. Передімплантаційне генетичне тестування для виявлення структурних перебудов хромосом ембріонів проводили на клітинах трофектодерми методами NGS і FISH. Результати. Частка носіїв транслокації у вибірці пацієнтів із порушеннями репродукції (n = 6156) склала 1,1 %, робертсонівських транслокацій – 0,4 %, реципрокних – 0,8 %. 5-добових ембріонів зі збалансованими реципрокними транслокаціями в 3–4 рази менше, ніж із незбалансованими. Еуплоідні ембріони зі збалансованими варіантами від носіїв транслокації матерів і батьків склали 14,3 % і 12,5 %. Анеуплоїдні ембріони з незбалансованими траслокаціями – 59,2 % у матерів і 63,2 % у батьків від усіх отриманих ембріонів, 80,6 % і 77,8 % відповідно – від незбалансованих. Висновки. Розуміння поширеності сегментарних порушень каріотипу серед населення і сучасних методів дослідження дозволяє оптимізувати репродуктивну допомогу пацієнтам.

Ключові слова: реципрокні транслокації, ембріони, ПГТ-СП, NGS, FISH.

Посилання

Lupianez D.G., Kraft K., Heinrich V., Krawitz P., Brancati F., Klopocki E., Horn D., Kayserili H., Opitz J.M., Laxova R., Santos-Simarro F., Gilbert-Dussardier B., Wittler L., Borschiwer M., Haas S.A., Osterwalder M., Franke M., Timmermann B., Hecht J., Spielmann M., Visel A., Mundlos S. Disruptions of topological chromatin domains cause pathogenic rewiring of gene-enhancer interactions. Cell. 2015. Vol. 161 (5). P. 1012–1025. doi: 10.1016/j.cell.2015.04.004.

Kaiser V.B., Semple C.A. When TADs go bad: chromatin structure and nuclear organisation in human disease. F1000Researh. 2017. Vol. 6. doi: 10.12688/ f1000research.10792.1.

Kentepozidou E., Aitken S.J., Feig C., Stefflova K., Ibarra-Soria X., Odom D.T., Roller M., Flicek P. Clustered CTCF binding is an evolutionary mechanism to maintain topologically associating domains. Genome Biol. 2020. Vol. 21 (1). P. 5. doi: 10.1186/s13059-019-1894-x.

Harewood L., Schutz F., Boyle S., Perry P., Delorenzi M., Bickmore W.A., Reymond A. The effect of translocation-induced nuclear reorganization on gene expression. Genome Res. 2010. Vol. 20 (5). P. 554–564. doi: 10.1101/gr.103622.109.

Wilch E.S., Morton C.C. Historical and clinical perspectives on chromosomal translocations. Adv. Exp. Med. Biol. 2018. Vol. 1044. P. 1–14. doi: 10.1007/978-981-13-0593-1_1.

Aristidou C., Koufaris C., Theodosiou A., Bak M., Mehrjouy M.M., Behjati F., Tanteles G., Christophidou-Anastasiadou V., Tommerup N., Sismani C. Accurate Breakpoint Mapping in Apparently Balanced Translocation Families with Dis-cordant Phenotypes Using Whole Genome Mate-Pair Sequencing. PLoS One. 2017. Vol. 10. P. 12 (1). e0169935. doi: 10.1371/journal.pone.0169935.

Aristidou C., Theodosiou A., Ketoni A., Bak M., Mehrjouy M.M., Tommerup N., Sismani C. Cryptic breakpoint identified by whole-genome mate-pair sequencing in a rare paternally inherited complex chromosomal rearrangement. Mol. Cytogenet. 2018. Vol. 7. P. 11–34. doi: 10.1186/s13039-018-0384-2.

Vujisic S., Korac P., Pavlica M., Vujnovic N., Dmitrovic R. Chromosomal segregation in sperm of the Robertsonian trans-location (21;22) carrier and its impact on IVF outcome. J. Assist. Reprod. Genet. 2020. Vol. 37 (1). P. 231–238. doi: 10.1007/s10815-019-01648-x.

Ordulu Z., Kammin T., Brand H., Pillalamarri V., Redin C.E., Collins R.L., Blumenthal I., Hanscom C., Pereira S., Bradley I., Crandall B.F., Gerrol P., Hayden M.A., Hussain N., Kanengisser-Pines B., Kantarci S., Levy B., Macera M.J., Quintero-Rivera F., Spiegel E., Stevens B., Ulm J.E., Warburton D., Wilkins-Haug L.E., Yachelevich N., Gusella J.F., Talkowski M.E., Morton C.C. Structural Chromosomal Rearrangements Require Nucleotide-Level Resolution: Lessons from Next-Generation Sequencing in Prenatal Diagnosis. Am. J. Hum Genet. 2016. Vol. 99 (5). P. 1015–1033. doi: 10.1016/j.ajhg.2016.08.022.

Primerano A., Colao E., Villella C., Nocera M.D., Ciambrone A., Luciano E., D'Antona L., Vismara M.F.M., Loddo S., Novelli A., Perrotti N., Malatesta P. A cryptic balanced translocation (5;17), a puzzle revealed through a critical evaluation of the pedigree and a FISH focused on candidate loci suggested by the phenotype. Mol Cytogenet. 2015. Vol. 8. P. 70. doi: 10.1186/s13039-015-0172-1.

Harton G.L., Magli M.C., Lundin K., Montag M., Lemmen J., Harper J.C. ESHRE PGD Consortium/Embryology Special Interest Group. Best practice guidelines for polar body and embryo biopsy for preimplantation genetic diagnosis/screening (PGD/PGS). Human Reprod. 2010. Vol. 1. P. 1–8.

Lichter P., Ried T. Chapter 25. Molecular analysis of chromosome aberrations in situ hybridization. Methods in molecular biology. J.M. Walker (ed.). Totowa, NJ : Humana Press, 2010. Vol. 29: Chromos. analysis protocols / J. R. Gosden (ed.). P. 449–478.

Vorsanova S.G., Yorov Y.B., Chernyshov V.N. Medical Cytogenetics. Moskva, 2006. P. 291–222. [in Russian]

Vogel F., Motulsky A. Human Genetics. Moskva: Mir, 1990. Vol. 1. P. 310. [in Russian]

Paththinige C.S., Sirisena N.D., Kariyawasam U.G.I.U., Dissanayake V.H.W. The Frequency and Spectrum of Chromosomal Translocations in a Cohort of Sri Lankans. BioMed. Research International. 2019. Vol. 2019. Article ID 9797104. doi.org/10.1155/2019/9797104.

Morin S.J., Eccles J., Iturriaga A., Zimmerman R.S. Translocations, inversions and other chromosome rearrangements. Fert. Ster. 2017. Vol. 107, No. 1. P. 19–26. dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2016.10.013.

Escudero T., Abdelhadi I., Sandalinas M., Munne S. Predictive value of sperm fluorescence in situ hybridization analysis on the outcome of preimplantation genetic diagnosis for translocations. Fert. Ster. 2003. Vol. 79 (Supp. 3). P. 1528–1534. doi: 10.1016/s0015-0282(03)00252-8.

Pylyp L.Y. Meiotic segregation of translocations in sperm of infertile men: avtoref.dys. … kand.biol. nauk. Kyiv, 2015. 22 p. [in Ukrainian]

Zhang H., Wang R., Li L., Jiang Y., Zhang H., Liu R.Clinical feature of infertile men carrying balanced translocations involving chromosome 10: Case series and a review of the literature. Medicine (Baltimore). 2018. Vol. 97 (15). e0452. doi: 10.1097/MD.0000000000010452.

Munne S., Sandalinas M., Escudero T., Fung J., Gianaroli L., Cohen J. Outcome of preimplantation genetic diagnosis of translocations. Fert. Ster. 2000. Vol. 73. P. 1209–1218.

Ko D.S., Cho J.W., Park S.Y., Kim J.Y., Koong M.K., Song I.O., Kang I.S., Lim C.K. Clinical outcomes of preimplantation genetic diagnosis (PGD) and analysis of meiotic segregation modes in reciprocal translocation carriers. Am. J. Med. Genet. 2010. Vol. 152A (6). P. 1428–1433. doi: 10.1002/ajmg.a.33368.