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# La biologia # Genetica

Capire i cromosomi e la perdita di gravidanza

Uno sguardo approfondito su come i cromosomi influenzano gli esiti della gravidanza.

Qingya Yang, Sara A. Carioscia, Matthew Isada, Rajiv C. McCoy

― 6 leggere min


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La gravidanza è un viaggio bellissimo, ma non sempre è tutto rose e fiori. Purtroppo, molte gravidanze non arrivano al traguardo. Si stima infatti che solo circa la metà dei concepimenti porti a una nascita viva. Una delle principali cause di questa perdita è un pasticcio con i Cromosomi. I cromosomi sono come i manuali d'istruzioni delle nostre cellule, e quando non si allineano correttamente durante la divisione cellulare, le cose possono andare male.

Ma che Diavolo Sono Questi Cromosomi?

Quindi, cosa sono questi cromosomi? Pensali come pacchetti minuscoli di informazioni genetiche. Gli esseri umani normalmente hanno 46 cromosomi, disposti in 23 coppie. Tuttavia, durante la creazione di ovuli e spermatozoi, a volte questi cromosomi possono essere gestiti male. Quando ciò accade, si crea una situazione chiamata aneuploidia, che è solo un modo complicato per dire che c'è un numero anormale di cromosomi.

Nella maggior parte dei casi, questi pasticci si verificano all'inizio dello sviluppo, principalmente grazie alla cellula uovo femminile. Ma non finisce qui. A volte, questo può anche verificarsi dopo la fecondazione, durante le prime divisioni cellulari dell'embrione. Questo crea quelli che chiamiamo Embrioni "Mosaico", che mescolano cellule sane e cellule con il numero sbagliato di cromosomi.

Il Mistero della Perdita di Gravidanza

La perdita di gravidanza può avvenire in varie fasi dello sviluppo. Molti embrioni con aneuploidia semplicemente non possono andare avanti, soprattutto nei primi giorni. Tuttavia, alcuni di questi embrioni possono sopravvivere più a lungo e arrivare a stadi più avanzati, come quello del blastocisti, dove l'embrione è pronto per impiantarsi nell'utero.

È qui che entra in gioco il test genetico preimpianto (PGT). Questo test mira a identificare quali embrioni sono sani (euploidi) e quali no (aneuploidi o mosaico) prima che vengano impiantati nell'utero. Nonostante i suoi obiettivi, il PGT è stato oggetto di dibattito tra gli esperti riguardo alla sua efficacia.

Uno Sguardo al Test Genetico Preimpianto

Il test genetico preimpianto implica prendere un piccolo campione da un embrione per analizzare i suoi cromosomi. Questo di solito avviene circa cinque giorni dopo la fecondazione. I laboratori possono quindi determinare quali embrioni sono probabilmente abbastanza sani per essere impiantati. Tuttavia, questo può essere complicato. La biopsia campiona solo poche cellule, che potrebbero non rappresentare accuratamente l'intero embrione.

I ricercatori hanno scoperto che anche con la tecnologia di testing più avanzata, circa il 2-13% dei campioni da embrioni mostra segni di aneuploidia mosaico. Questo crea una sfida per le cliniche della fertilità nella diagnosi e gestione degli embrioni. Solo perché alcune cellule sembrano a posto non significa che l'intero embrione lo sia.

Come I Ricercatori Stanno Risolvendo Questo

Per avere un quadro più chiaro della situazione, gli scienziati stanno usando un metodo chiamato calcolo bayesiano approssimativo (ABC). Questo approccio statistico aiuta i ricercatori a stimare i tassi di errori meiotici e mitotici che portano a questi problemi cromosomici. ABC funziona confrontando i dati osservati con i dati simulati in diverse condizioni, permettendo ai ricercatori di perfezionare la loro comprensione di ciò che sta accadendo.

Recentemente, un gruppo di ricercatori ha creato un programma chiamato Tessera per modellare come le cellule aneuploidi crescono e si diffondono in un embrione. Usando questo programma, hanno simulato una varietà di embrioni basati su diversi tassi di errori di divisione cellulare. Hanno poi confrontato i risultati di queste simulazioni con dati reali provenienti da molte cliniche IVF.

Cosa Hanno Trovato: I Risultati

Nel loro studio, i ricercatori hanno trovato risultati sorprendenti. Hanno scoperto che l'effettiva presenza di embrioni completamente sani (quelli completamente euploidi) è piuttosto rara. Infatti, indipendentemente dalle ipotesi fatte nelle simulazioni, meno dell'1% degli embrioni nei loro campioni predittivi era completamente sano. Questo significa che un gran numero di embrioni è mosaico, con molti che mostrano solo una piccola proporzione di cellule aneuploidi.

Interessante è anche il fatto che questi embrioni mosaico a basso livello spesso vengono classificati come sani nelle biopsie, semplicemente perché la dimensione del campione è piccola. Se una biopsia perde una cellula aneuploide in un campione ridotto, l'embrione potrebbe essere erroneamente etichettato come euploide.

L'Impatto della Misclassificazione

Una delle preoccupazioni tra i ricercatori è che alcuni embrioni diagnosticati come mosaico potrebbero essere in realtà misclassificati a causa di errori tecnici nel processo di test. Per affrontare questo problema, hanno eseguito simulazioni con diversi tassi di misclassificazione. Anche con tassi di misclassificazione elevate (fino al 70%), la loro conclusione principale è rimasta invariata: molto pochi embrioni erano completamente euploidi.

Questo evidenzia un problema significativo nella comprensione di quanto siano comuni i diversi tipi di embrioni quando si parla di salute riproduttiva.

Cosa Significa Questo per l'IVF?

Quindi, come influisce tutto questo sulle persone che affrontano l'IVF? Per molti, il processo può essere emotivamente estenuante poiché ogni ciclo di IVF può essere costoso e comporta un proprio insieme di speranze e delusioni. Le scoperte sugli embrioni mosaico e la bassa probabilità di embrioni completamente sani suggeriscono che ci potrebbe essere di più rispetto a quanto i test attuali possano rilevare.

Fornendo chiarezza su queste questioni complesse, gli scienziati sperano di migliorare le pratiche IVF e fornire informazioni più accurate ai genitori in attesa. Potrebbe aiutare a evitare aspettative irrealistiche che possono derivare da un risultato di biopsia "pulito".

Semplificando la Scienza: Cosa C'è Dopo?

I ricercatori coinvolti in questo studio pianificano di continuare a esplorare come la distribuzione delle cellule aneuploidi influisce sullo sviluppo dell'embrione. Riconoscono anche che il loro modello ha alcune limitazioni. Ad esempio, la loro ricerca non tiene ancora conto dei cromosomi specifici coinvolti nell'aneuploidia o del potenziale per alcune cellule aneuploidi di tornare a uno stato sano.

Man mano che la scienza continua a evolversi, comprendere questi schemi cromosomici sarà fondamentale per aiutare le persone che cercano di concepire e migliorare le possibilità di una gravidanza di successo.

Pensieri Finali

Capire il ruolo dei cromosomi nello sviluppo dell'embrione e nella perdita di gravidanza è un processo complesso e in corso. Con nuove tecnologie e metodi di ricerca, gli scienziati stanno ottenendo preziose intuizioni che potrebbero un giorno portare a risultati migliori per le persone che cercano di concepire.

Anche se il viaggio verso la genitorialità può essere pieno di incertezze, ogni nuova scoperta aiuta a rendere il percorso un po' più chiaro. E chissà? Forse un giorno decifreremo completamente il codice dello sviluppo umano e renderemo il viaggio molto più fluido per tutti gli interessati. Fino ad allora, continuiamo a fare domande e a cercare risposte nel affascinante mondo della scienza della riproduzione!

Fonte originale

Titolo: Approximate Bayesian computation supports a high incidence of chromosomal mosaicism in blastocyst-stage human embryos

Estratto: Chromosome mis-segregation is common in human meiosis and mitosis, and the resulting aneuploidies are the leading cause of pregnancy loss. Preimplantation genetic testing for aneuploidy (PGT-A) seeks to prioritize chromosomally normal embryos for transfer based on genetic analysis of a biopsy of approximately five trophectoderm cells from blastocyst-stage in vitro fertilized (IVF) embryos. While modern PGT-A platforms classify these biopsies as aneuploid, euploid, or mosaic (possessing a mixture of normal and aneuploid cells), the underlying incidences of aneuploid, euploid, and mosaic embryos and the rates of meiotic and mitotic error that produced them remain largely unknown. To address this knowledge gap, we paired a recent method for embryo simulation with approximate Bayesian computation (ABC) to infer rates of meiotic and mitotic error that best explain published PGT-A data. By simulating from these posterior distributions, we also evaluated the chromosomal status of entire embryos. For a published clinical sample, we estimated a 39-43% probability of meiotic error per meiosis, as well as a 1.0-3.0% probability of mitotic error per mitosis, depending on assumptions about spatial clustering of aneuploid cells within mosaic embryos. In addition, our analyses suggest that less than 1% of blastocysts are fully euploid, and that many embryos possess low-level mosaic clones that are not captured during biopsy. These broad conclusions were relatively insensitive to potential misclassification of mosaic biopsies. Together, our work helps overcome the limitations of embryo biopsies to estimate the fundamental rates of cell division errors that are the main causes of human pregnancy loss.

Autori: Qingya Yang, Sara A. Carioscia, Matthew Isada, Rajiv C. McCoy

Ultimo aggiornamento: 2024-12-02 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.26.625484

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.26.625484.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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