Embriyolarda Genetik Tanı "Mikroarray Yöntemi"

Merkezimizde Mikroarray yöntemi ile embriyolardaki tüm kromozomlar 12 saatte incelenebiliyor. Sınırlı sayıda kromozom incelenebilen eski yöntemlere göre birçok yönde üstünlük taşıyan mikroarray (aCGH) yöntemi...

 

Embriyolarda Genetik Tanı "Mikroarray Yöntemi"

Merkezimizde Mikroarray yöntemi ile embriyolardaki tüm kromozomlar 12 saatte incelenebiliyor.

 

Sınırlı sayıda kromozom incelenebilen eski yöntemlere göre birçok yönde üstünlük taşıyan mikroarray (aCGH) yöntemi İstanbul Memorial Hastanesi Tüp Bebek ve Genetik Laboratuvarı’nda hizmete sunuldu.

Preimplantasyon dönemi embriyolarında kromozom bozukluklarına oldukça sık rastlanılmaktadır. Embriyodaki sayısal kromozom bozukluğuna anöploidi denilmektedir. Embriyoya biri anneden biri babadan olmak üzere birer kromozom aktarılır (Şekil 1). Embriyoda aynı kromozoma ait 3 adet (trizomi), veya tek (monozomi) kromozom bulunduğunda yaşamla bağdaşmayan veya erken gebelik döneminde kaybedilen anormallikler oluşur. İnsanda en sık görülen anormallikler trizomi 21 (Down Sendromu), trizomi 16, trizomi 13 (Patau Sendromu) ve Trizomi 18 (Edwards Sendromu); cinsiyet kromozomlarına ait en sık görülen anormallikler monozomi X (Turner Sendromu) ve Trizomi XXY (Klinefelter Sendromu)‘dur.

Şekil 1: Anneden ve babadan aktarılan 23 çift toplam 46 adet kromozomun görüntüsü.

 

Preimplantasyon Genetik Tanı (PGT) çiftlerde tedavideki başarıyı arttırmak ve gebelik kayıplarını azaltmak amacıyla kullanılan bir yöntemdir.

Anne yaşının ileri olduğu ve başarısız denemeleri olan çiftlerde yapılan çalışmalar, bu çiftlere ait embriyoların yaklaşık % 80’inin kromozomal bozukluk taşıdığını göstermektedir. Preimplantasyon genetik tanı (PGT), özellikle anne adayının yaşının ileri olduğu durumlar, tekrarlayan başarısız tüp bebek denemeleri, tekrarlayan düşükler ve şiddetli erkek faktörü gibi endikasyonları olan çiftlerde tedavideki başarıyı arttırmak ve gebelik kayıplarını azaltmak amacıyla kullanılan bir yöntemdir. PGT işlemi embriyoların 3 farklı gelişim evresinde uygulanabilir: döllenme öncesi ve sonrası dönemde polar hücre analizi, bölünme aşamasında blastomer analizi ve son olarak blastosist dönemde trofektoderm dokusu (trofoblast hücreleri) analizi (Şekil 2A,2B,2C).

Şekil 2: Polar hücre biyopsisi (A), 8-10 hücreli bölünme aşamasında embriyoya uygulanan blastomer biyopsisi (B), blastosist aşamasında embriyoya uygulanan trofektoderm biyopsisi (C). (Görüntüler İstanbul Memorial Hastanesi, Tüp Bebek ve Genetik Laboratuvarında alınmıştır)

 

Mikroarray (a-CGH) Yöntemi ile embriyolardaki tüm kromozomlar incelenebilmektedir.

Karşılaştırmalı Genomik Hibridizasyon (CGH), DNA miktarındaki değişiklikleri saptayan moleküler sitogenetik bir yöntemdir. Bu teknik ile tüm genomda kromozom veya kromozom bölgelerindeki artma veya azalmalar saptanabilir ve hücrenin bütün kromozomları incelenebilir. Mikroçiplerin kullanıldığı a-CGH yönteminde, DNA miktarındaki değişiklikler yüksek çözünürlükte incelenilir bu nedenle oldukça güvenilir bir yöntemdir (Şekil 3).

Şekil 3: Array-Karşılaştırmalı Genomik Hibridizasyon (aCGH) Yöntemi

 

DNA mikroarrayleri cam, plastik veya silikon gibi katı bir yüzeye tutturularak sıralı bir şekilde oluşturulmuş mikroskobik DNA dizi noktacıklarıdır. Bir mikroarrayde bu noktacıklardan on binlerce bulunabilir (Şekil 4). Bu sayede aynı anda kromozomlar üzerindeki birçok bölgenin incelenmesi mümkün olur. İşlem süresinin kısa olması ve analiz sürecinin bilgisayar programları sayesinde daha otomatik bir şekilde yapılması sonucu kromozomlarla ilgili veriler 12-24 saat gibi kısa sürelerde elde edilebilmektedir. Bu sayede sonuçlar embriyoların dondurulmasına gerek kalmadan transfer gününden önce elde edilmektedir.

Şekil 4: a-CGH yönteminde kullanılan mikroçiplerin görüntüsü
 

 

Bu yöntem kullanılarak merkezimizde yapılan çalışmalar başarı ile sonuçlanmıştır. Buna göre anormal olarak belirlenen bazı embriyoların görüntüleri aşağıdaki gibidir (Şekil 5). Daha önce kullanılan FISH tekniğinde analiz edilen kromozomların arasında olmayan 6 ve 17 nolu kromozomların anomalisini taşıyan embriyonun sonucu Şekil 6’da gösterilmiştir. Yapılan çalışmalar CGH yöntemiyle belirlenen kromozom bozukluklarının %30-40’nın eski yöntemlerle (FISH) belirlenemeyeceğini ortaya çıkarmıştır. a-CGH yöntemi ile birlikte tüm kromozomların yüksek çözünürlükte ve hızlı analiz edilmesi sağlanıp embriyoların dondurulmasına gerek kalmaksızın aynı siklus içerisinde transfer yapılabilmesi sağlanmaktadır. a-CGH yöntemi doğru embriyo seçimi için en güvenilir yöntemdir bu sebeple bu yöntem İstanbul Memorial Hastanesi Tüp Bebek ve Genetik Laboratuvarı’nda hastalarımızın hizmetine açılmıştır.

Şekil 5: aCGH yöntemi kullanılarak “normal” olarak belirlenen bir embriyo: Tüm örnekler her iki referans sistemine göre karşılaştırılır, böylece tekniksel hatalar minimuma indirilmiş olur.

 

 

 

Şekil 6: FISH yöntemi ile belirlenemeyecek olan trizomiler bu yöntemle belirlenebilmektedir. Örneğin yukarıdaki örnekte olduğu gibi FISH yönteminde kullanılan prob sisteminde bulunmayan 9 ve 11 nolu kromozomlara ait trizomiler aCGH yöntemi ile tespit edilmiştir.

 

 

Şekil 7: İleri anne yaşı ile birlikte Down sendromlu bebek sahibi olma riski artmaktadır. 

a) Bu embriyoda 21 nolu kromozomun diğer kromozomlara göre artmış olduğu (trizomi 21) tespit edilmiştir. 

 

b) aCGH yöntemi analizi sırasında kromozomların yapısını büyütüp detaylı inceleme olanağı mevcuttur. Yukarıdaki resimde 21 nolu kromozomun üzerinde bulunan yaklaşık 50 probun her birinin referans değerle karşılaştırıldığı görülmektedir. Yazılım programı artmış bölgeleri yeşil renkle göstermektedir. Bu yöntem her bir kromozoma spesifik yalnız 1 adet probun kullanıldığı konvansiyonel FISH tekniğine göre sonucun doğruluğunu onlarca kat arttırmaktadır. 

 

 

 Şekil 8:Translokasyon taşıyıcılığında da en güvenilir sistem aCGH tekniğidir. Bu yöntem taşıyıcıların yumurta veya sperm hücrelerinde oluşup embriyoya aktıralabilecek tüm segregasyon anomalilerini tespit eder, bunun yanısıra diğer kromozomlarda oluşabilecek mayotik anomalileri de saptar. Bu resimde 9 ve 11 nolu kromozomların q kollarında translokasyona bağlı bir dengesizlik saptanmıştır.

 

Şekil 9: aCGH yöntemini prenatal ve postnatal tanıda da kullanmak mümkündür. Amniyosentez mayiinde ve abort materyallerinde de aCGH yöntemi ile yapılan çalışmalarımız bulunmaktadır.
 
a) Konvansiyonel sitogenetik teknikleri kullanılarak kültüre edilmesi başarılamayan materyal bu yöntemle çalışıldığında “trizomi 6” tespit edildi. 
 
 b) Amniyosentezde aCGH yöntemi ile güvenilir ve hızlı sonuç almak mümkündür. Bu örnekte aCGH yöntemi kullanılarak 2 gün içinde tüm kromozomlar taranmış ve “trizomi 18” bulunmuştur. 

 

 

**Bu konu ile ilgili Haziran 2011'de çıkan e-bültenimizi okumanızı tavsiye ederiz.

Daha detaylı bilgi için,

Mol. Bio. Çağrı Beyazyürek (cagri.beyazyurek@memorial.com.tr)