La diagnosi genetica preimpianto: aspetti biomedici con aggiornamenti di letteratura scientifica

Abstract

L’articolo analizza gli aspetti biomedici della diagnosi genetica preimpianto (PGD), in considerazione degli aggiornamenti della letteratura scientifica. La diagnosi genetica preimpianto è definibile, in ambito biomedico, come forma precoce di diagnosi che, mediante diverse tecniche, analizza gli embrioni prodotti con la fecondazione artificiale al fine di poter determinare la presenza di alterazioni genetiche. La PGD viene proposta, poi, anche per massimizzare l’efficacia delle procedure di fecondazione artificiale e viene indicata da alcuni per la selezione di embrioni secondo il sesso e per ragioni non mediche (c.d. bilanciamento familiare o Social Preimplantation Diagnosis). L’articolo analizza i rischi connessi alla tecnica di PGD quali gli errori diagnostici, il danneggiamento e la perdita di embrioni, lo sviluppo della gravidanza. Per poter praticare la PGD si producono embrioni mediante fecondazione artificiale. La diagnosi, attuata con diverse tecniche, è effettuata mediante biopsia e selezione degli embrioni. Una o due cellule sono aspirate attraverso un foro nella zona pellucida dall’embrione allo stato di 6-8 cellule (terzo giorno di sviluppo), mediante una soluzione acidificata di Tyrodes o mediante laser. La rimozione del primo e secondo globulo polare è stata realizzata principalmente per selezionare aneuploidie legate all’età (PGD-AS). L’analisi del globulo polare, però, è limitata alle malattie ereditate per via materna, infatti i cromosomi paterni non possono essere analizzati. La reazione a catena della polimerasi (PCR) è stata usata per la prima volta in PGD per la diagnosi di fibrosi cistica. La PCR è limitata dal rischio di contaminazione e dalla perdita dell’allele (allele droupout). La PGD è stata eseguita per malattie Xlinked (per esempio distrofia muscolare di Duchenne, emofilia, X-fragile), malattie recessive (fibrosi cistica, talassemia, atrofia muscolare spinale) e malattie dominanti (distrofia miotonica, Corea di Huntington, Charcot-Marie- Tooth). L’ibridazione in situ fluorescente (FISH) sui nuclei in interfase è stata usata per analizzare i cromosomi degli embrioni poiché è difficile fare il cariotipo ai singoli bastomeri, La prima applicazione di FISH è stata per determinare il sesso per le malattie X-linked. La PGD viene praticata per i portatori di varie aberrazioni cromosomiche bilanciate, per esempio le traslocazioni, le inversioni, le delezioni, usando sonde specifiche per rilevare l’aberrazione. Nuove tecniche si stanno mettendo a punto: la multiplex PCR, la whole genome amplification la comparative menome hybridisation (CGH) e i DNA “chip”. Le legislazioni che regolano la PGD variano da nazione a nazione: da nessuna alla proibizione. ---------- In this article the authors study biomedical issues of preimplantation genetic diagnosis (PGD), considering the scientific literature. PGD is an early form of diagnosis for patients at risk of transmitting an inherited disease to their offspring. Patients have to go through in vitro fertilization (IVF, ICSI) to produce embryos for PGD. Furthermore, some authors suggest sex selection by PGD for family balancing or social preimplantation diagnosis. The authors analyse the risk of PGD (e.g. diagnostic failure, embryo-survival after biopsy, embryo loss and pregnancy rate). A biopsy of the embryos, removing 1-2 cells, and single cell diagnosis are performed to determine which embryos are free from the genetic disease. 1-2 cells are aspirated through a hole in zona pellucida made by acidified Tyrodes solution or a non-contact laser. Removal of the first and second polar body, either sequentially or simultaneously has also been performed for PGD, mainly for age-related aneuploidy screening (PGD-AS). Polar body analysis is limited to maternally inherited disease as the paternal chromosomes cannot be analyzed. The polymerase chain reaction (PCR) has been used on single cells for PGD since the first report of PGD for cystic fibrosis. PCR is hampered by the risk of contamination and allele dropout. Paternal contamination can be overcome by using intracytoplamatic sperm injection (ICSI) to achieve fertilization. PGD has been performed for X-linked (e.g. Duchenne muscular dystrophy, haemophilia, fragile X syndrome), recessive (e.g. cystic fibrosis, thalassemia, spinal muscular atrophy) and dominant (e.g. myotinic dystrophy, Huntington’s disease, Charcot-Marie-Tooth disorder) diseases. Since it is difficult to karyotype single bastomeres, interphase fluorescent in situ hybridization (FISH) has been used to analyze chromosomes in embryos. FISH for sexing for X-linked disease was the first application, and PGD may be performed for carriers of various balanced chromosome aberrations, e.g. translocations, inversions, deletions, using probes designed to detect the specific aberration. Recent advances in molecular diagnosis technique have included the use of multiplex PC, whole genome amplification, comparative genome hybridisation (CGH) and DNA microarray. The rules and legislation regulating PGD varies from country to country, from no legislation at all to total prohibition.