Preimplantační genetická diagnostika představuje soubor genetických nebo cytogenetických vyšetření, pomocí kterých můžeme odhalit genetické abnormality embrya před jeho přenosem do dělohy matky. I v této oblasti se začínají využívat moderní genomické technologie založené na DNA mikročipech. Cílem práce je informovat o možnostech i prvních zkušenostech s celogenomovým vyšetřením chromozomových abnormalit v buňkách trofoektodermu pětidenních embryí pomocí techniky single cell array-CGH (komparativní genomová hybridizace na mikročipech) s využitím 60-merové oligonukleotidové platformy DNA mikročipů CytoSure 8 × 15 K Aneuploidy Array. I když byla tato platforma původně vyvinuta pro genetická vyšetření prováděná na neamplifikované DNA, současné pokroky v oblasti genomiky jedné buňky umožnily využít tuto technologii v oblasti preimplantačních genetických analýz. Metoda single cell array-CGH byla validována testováním 30 negativních a pozitivních kontrol, tj. amplifikací a následným vyšetřením DNA izolované z 5–10 buněk s normálním karyotypem a ze vzorků buněk se známými početními i strukturními abnormalitami chromozomů. Následně jsme úspěšně amplifikovali a vyšetřili vzorky 118 embryí a detekovali aneuploidie u 26,7 % a segmentální nebalancované změny u 6,8 % embryí. Naše zkušenosti potvrzují, že oligonukleotidové platformy DNA mikročipů s vysokým rozlišením jsou vhodné jak pro preimplantační genetický screening aneuploidií všech 23 párů chromozomů embrya, tak pro citlivou preimplantační diagnostiku segmentálních nebalancovaných aberací typu delecí, duplikací či amplifikací.

Preimplantation genetic diagnosis (PGD) is a complex approach for detecting genetic abnormalities in early-stage embryos using genetic or molecular cytogenetic methods. Recently, single cell genomic methods based on DNA microarrays have been used for PGD. In the presented paper, we discuss and demonstrate the possibility to detect copy number variation (CNVs) in trophectoderm cells biopsied from 5-day embryos using 60-mer oligonucleotide-based array-CGH with CytoSure 8 × 15K Aneuploidy Array. Whereas this microarray platform was originally designed for analysis of unamplified DNA derived from many cells, the new methods, developed for single-cell genomics, allow the application of oligo arrays technology in preimplanation genetic diagnosis. Preclinical validation of single cell array-CGH was made by analysis of 30 positive and negative controls. Validation process included whole genome amplification of DNA from 5–10 cells with normal karyotype and from samples with known aneuploidies and structural aberrations. Subsequently, we analyzed the whole genome profiles in 118 embryos; aneuploidies of chromosomes were observed in 26.7%; segmental imbalances were proved in 6.8% of embryos. Our first experience confirmed that this oligonucleotide-based array technique enables high-resolution preimplantation aneuploidy screening of all the 23 chromosome pairs and sensitive preimplantation diagnosis of segmental imbalances such as deletions, duplications and amplifications.

Laboratoř molekulární cytogenetiky Ústav experimentální biologie Přírodovědecká fakulta MU Brno

Oddělení lékařské genetiky FN Brno

Reprofit International Brno

First experiences with preimplantation genetic screening of chromosomal aberrations using oligonucleotide-based array comparative genomic hybridization