Sviluppi nei Test Genetici Preimpegnatori
Nuovi metodi migliorano l'accuratezza e l'affidabilità dei test genetici sugli embrioni.
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Indice
- Come Funziona?
- Tecniche nel PGT
- Il Processo PGT-M
- I Vantaggi del WES
- L'Approccio PTA
- Avventure nella Raccolta dei Campioni
- Sequenziamento dell'Exoma Reso Facile
- Risultati dal Sequenziamento
- Valutazione della Qualità di Copertura
- E le Linee Guida dell'ACMG?
- PTA vs. MDA
- La Strada da Percorrere
- Conclusione
- Fonte originale
Il Test Genetico Preimpianto (PGT) è uno strumento medico usato quando le coppie cercano aiuto per avere un bambino. Prima di impiantare un embrione nell'utero della madre, i dottori possono controllare se l'embrione ha problemi genetici. Pensalo come un controllo di salute per gli embrioni. Se un embrione sembra sano, riceve il via libera; se no, potrebbe avere un campanello d’allarme.
Come Funziona?
Tradizionalmente, i medici avevano qualche problema ad analizzare gli embrioni che erano stati bioptizzati, ovvero prelevare un piccolo pezzo di tessuto per testarlo. Ma grazie ai progressi della scienza, ora abbiamo modi migliori per ottenere abbastanza materiale DNA da una sola cellula.
Gli scienziati hanno trovato metodi che richiedono pochissimo DNA-tipo 6-7 picogrammi (una quantità davvero piccola) da una sola cellula. Questo pezzetto di DNA può essere amplificato, simile a copiare un documento da una fotocopiatrice, così c’è abbastanza materiale da analizzare.
Tecniche nel PGT
Adesso, potresti chiederti quali metodi esistano. Due dei più popolari si chiamano MDA (Amplificazione per Spostamento Multiplo) e MALBAC (Cicli di Amplificazione Basati su Annealing e Looping Multipli). Entrambi i metodi aiutano ad amplificare il DNA così gli scienziati possono cercare problemi cromosomici che potrebbero causare problemi come la sindrome di Down.
Tuttavia, c’è un problema! Un altro test approfondito chiamato Sequenziamento dell'Exoma Intero (WES) può trovare una gamma più ampia di varianti genetiche. Sfortunatamente, non è ancora comunemente usato nel PGT perché gli altri metodi hanno qualche intoppo. Per esempio, l'MDA può perdere alcuni tratti del DNA, rendendolo un po' inaffidabile.
Il Processo PGT-M
Il PGT-M è un tipo specifico di test mirato a trovare disturbi genetici monogenici. Per questo, i dottori raccolgono campioni di DNA da entrambi i genitori e un campione di controllo. Poi confrontano questi con il DNA dell'embrione. È un po' come cercare di trovare una somiglianza familiare in una foto di famiglia; l'obiettivo è individuare eventuali tratti problematici che potrebbero essere ereditati.
Ci sono metodi come la PCR (Reazione a catena della polimerasi) abbinata al sequenziamento del DNA per vedere se l’embrione ha uno di quei tratti preoccupanti. Una storia di successo ha riguardato la prevenzione della sindrome di Marfan-una condizione che colpisce i tessuti connettivi-usando un approccio PGT-M personalizzato.
I Vantaggi del WES
Il Sequenziamento dell'Exoma Intero può trovare informazioni genetiche più specifiche che potrebbero non saltare fuori dai campioni genitoriali. Ma ha anche le sue sfide. A volte, non tutti i pezzi di DNA vengono letti, e ci possono essere errori durante il processo. Questa mancanza di coerenza può portare a perdere importanti informazioni genetiche.
L'Approccio PTA
Per affrontare alcuni problemi con i metodi esistenti, gli scienziati stanno guardando a una tecnica più recente chiamata PTA (Amplificazione Diretta dal Modello Primario). Questo metodo è come preparare il palco per una grande performance. Migliora come il DNA viene amplificato uniformemente da piccole biopsie. Se ha successo, i dottori potrebbero controllare rapidamente i problemi genetici negli embrioni, rendendo l’intero processo più fluido.
In uno studio, gli scienziati hanno usato questo metodo PTA su alcuni campioni di DNA noti per verificare la sua efficacia. Hanno anche utilizzato campioni di embrioni donati per la ricerca. Questo ha permesso di comprendere meglio come il PTA possa migliorare il test sugli embrioni.
Avventure nella Raccolta dei Campioni
Per lo studio, gli scienziati hanno preso cellule fibroblasti umane-quelle sono cellule della pelle da un campione di riferimento-e le hanno fatte crescere in condizioni specifiche per mantenerle felici e sane. Dopo aver ottenuto un buon numero di cellule, le hanno preparate per il test raggruppandole in set di 4, 10, 16 e 25 cellule.
In aggiunta, hanno usato campioni di DNA di controllo per confrontare e vedere come si allineavano i loro risultati. Tutti i campioni sono stati maneggiati con cura, assicurandosi che fossero in condizioni perfette per l'analisi.
Sequenziamento dell'Exoma Reso Facile
Gli scienziati hanno lavorato duramente per preparare le librerie di DNA dai campioni raccolti. Hanno usato strumenti precisi per preparare il DNA perché anche piccoli errori possono causare grossi problemi nei risultati.
Dopo aver creato le librerie, il DNA ha subito un processo chiamato sequenziamento, dove gli scienziati leggono il DNA. Hanno confrontato i dati del DNA per vedere quanto fosse efficace il PTA nell'amplificare i campioni.
Risultati dal Sequenziamento
Dopo il sequenziamento, hanno ricevuto milioni di letture dai loro campioni. È un po' come ricevere migliaia di cartoline da una vacanza; ognuna fornisce un’informazione. Hanno misurato quante di quelle cartoline erano mirate-significa che fornivano informazioni utili. I risultati sono stati incoraggianti, mostrando che anche con meno cellule, hanno comunque ricevuto dati utili.
Quando hanno confrontato il DNA di diversi gruppi, hanno notato che la dimensione del campione iniziale non influenzava enormemente la qualità dei risultati. Anche campioni più piccoli hanno dato letture decenti, che è un grande successo.
Valutazione della Qualità di Copertura
Dopo aver esaminato più da vicino i risultati, si sono resi conto che il PTA forniva una copertura coerente. In parole povere, il test è riuscito a coprire la maggior parte delle aree importanti necessarie per rilevare problemi genetici.
Hanno definito "copertura" come quanto approfonditamente sono state esaminate le regioni del DNA, e i risultati erano promettenti. Hanno mostrato che oltre il 95% delle regioni aveva una copertura adeguata-è come avere una buona coperta di sicurezza che copre quasi tutto ciò che è importante.
E le Linee Guida dell'ACMG?
Hanno anche controllato quanto bene i loro risultati si allineassero agli standard stabiliti dal Collegio Americano di Genetica Medica e Genomica (ACMG). Hanno puntato a vedere se riuscivano a identificare con precisione i geni problematici.
Lo studio ha mostrato che la maggior parte dei geni soddisfaceva la copertura raccomandata, dimostrando che il PTA potrebbe potenzialmente essere un punto di svolta per il test degli embrioni.
PTA vs. MDA
Nel confrontare PTA con il metodo più vecchio MDA, era chiaro che PTA aveva un vantaggio. Mentre i risultati usando l'MDA erano un po' incoerenti, il PTA ha fornito risultati più forti e affidabili. È come confrontare un fornaio coerente con uno che a volte dimentica lo zucchero.
Utilizzando il PTA, la copertura media era molto più alta, e c'erano meno aree senza letture. Questo significa che gli scienziati possono fidarsi del PTA per fornire buone informazioni più spesso.
La Strada da Percorrere
Anche se il PTA mostra grande promesse, ci sono ancora sfide. La variabilità nella qualità dei campioni può ancora influenzare i risultati. Sono necessari ulteriori studi per verificare come questo metodo si comporti a lungo termine in ambienti clinici reali.
Con ulteriori test, gli scienziati sperano di integrare il PTA nei loro processi regolari, rendendo il test genetico per gli embrioni più facile e affidabile. Chissà? Forse questo potrebbe diventare il nuovo standard per i genitori che desiderano garantire che i loro piccoli inizino la vita nel modo più sano possibile.
Conclusione
In sintesi, il Test Genetico Preimpianto sta facendo progressi, e tecniche più recenti come il PTA potrebbero migliorare come vengono testati gli embrioni per problemi genetici. Con risultati coerenti e una maggiore copertura, il PTA mostra potenziale per diventare un metodo preferito nel campo.
Il futuro sembra promettente, e con ulteriori ricerche, potremmo vedere queste tecniche diventare comuni nell'aiutare le famiglie a dare il benvenuto a bambini sani nel mondo. E chi non vorrebbe questo?
Titolo: PRECISE EXOME ANALYSIS OF BLASTOCYST BIOPSY SCALE SAMPLES USING PRIMARY TEMPLATE-DIRECTED AMPLIFICATION
Estratto: This study evaluates primary template-directed amplification (PTA) for whole exome sequencing (WES) on small fibroblast cell groups, mimicking the limited cell quantities typical of trophectoderm embryo biopsies. PTAs consistent amplification reduces allelic dropout (ADO) and impoves uniform coverage, overcoming challenges associated with conventional methods such as multiple displacement amplification (MDA). Using fibroblast samples alongside well-characterised genomic references (E701, NA12878), we benchmarked PTA-WES, achieving 97.5% target region coverage at 10x, meeting American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG) standards. Preliminary results from embryo biopsies sequenced with PTA-WES showed a median coverage of 102x, significantly improving upon the variability and coverage gaps observed in MDA-WES. The findings support PTAs potential to enhance the clinical applicability of WES for preimplantation genetic testing for monogenic disorders (PGT-M), expanding capabilities to detect inherited and de novo mutations in embryos. Further optimisation and variant detection analyses are planned to evaluate PTAs robustness for routine clinical use.
Autori: Alina Samitova, Vera Belova, Iuliia Vasiliadis, Zhanna Repinskaia, Tatiana Gorodnicheva, Evgeny Romanov, Mariam Pogosyan, Emil Gaysin, Tatyana Nazarenko, Denis Rebrikov, Dmitriy Korostin
Ultimo aggiornamento: Nov 3, 2024
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.29.620888
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.29.620888.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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