Генетични аномалии при яйцеклетките при жени в напреднала възраст – част 2
При една ин витро процедура, до 18 часа след инжектиране или до 16 часа след класическо ин витро оплождане на яйцеклетката, ембрионът се оценява, за да се види има ли настъпило оплождане. Нормално оплодената яйцеклетка има две добре оформени, кръгли структури, наречени пронуклеуси. Ако яйцеклеткта е оплодена атипично, тогава вместо два пронуклеуса може да има само един, да има 3, 4 и повече пронуклеуси, както и да не се наблюдават такива изобщо. Има случаи обаче, при които ембриони с нормално оплождане се развиват с различни аномалии, като например фрагментиране, наличие на разнородни бластомери или мултинуклеация; както и случаи на наличие на гигантски яйцеклетки, респективно ембриони. Някои от тези аномалии са свързани с генетични дефекти, а други – не.
Фрагментация
Наличието на фрагментация се свързва с наличието на хромозомни аномалии, и по-специално с мозаицизъм, въпреки че не е известно анеуплоидиите да предизвикват фрагментация. Някои видове фрагментация са свързани с програмирана клетъчна смърт. При ембриони с под 40% фрагментация се препоръчва механично отстраняване на фрагментите, тъй като такива ембриони би могло да са генетично нормални. Премахването на фрагментите при ембриони с лека фрагментация може да повиши шанса за имплантация, вероятно поради създаването на възможност за установяване на директна връзка между отделните клетки, особено след премахване на фрагменти, разположени между съседни бластомери.
Фиг. 1 Фрагментиран ембрион. Фрагментацията обхваща над 50% от ембриона, такива ембриони обикновено загиват.
Мултинуклеация
Наличието на мултинуклеарни бластомери (МНБ, бластомери с наличие на повече от едно ядро) е изследвано от Балакиер и Кадески през 1997 година, които установяват, че няма връзка между възрастта на майката и този вид аномалия. МНБ могат да се образуват по всяко време от първото клетъчно делене до формирането на бластоцист, но най-често се наблюдават при ебриони на 2 клетки, и много по-рядко при ембриони на 4 или повече клетки. Но това може да се дължи и на факта, че прецизното оценяване на бластомерите на ембриони на 4 или повече клетки е възпрепятствано именно от това, че ебрионът съдържа повече клетки и фрагменти.
МНБ обикновено се свързват с абнормално ембрионално развитие или дисморфизъм. Мултинуклеарността е показател за изоставане в развитието на съответния ембрион, а динуклеарните бластомери обикновено са в арест.
Анализите на МНБ чрез FISH показват, че хромозомното съдържание на единия бластомер не винаги е сходно с хромозомного съдържание на другия сестрин бластомер. Наличието на мултинуклеация в ембрион, който не е в арест на Ден 2 или 3 е индикация за мозаицизъм и/или полиплоидия при 74% от случаите.
Друго изследване, обаче показва, че ембриони на Ден 4 с единичен или няколко МНБ са хромозомно нормални. Това предполага два модела мултинуклеация. При единия вид мултинуклеацията настъпва по време на стадий 2-клетки на ембриона и така се развива хромозомно абнормален ембрион. Има връзка между ембриони с поне един МНБ в стадий 2 клетки и фоликуларната оксигенация. Тези ембриони обикновено имат нарушено делително вретено, което води до проявени хромозомни аномалии.
При другия вид мултинуклеацията настъпва на стадий между 4 и 16 клетки и обикновено представлява бинуклеация, настъпила поради грешки в цитокинезата на иначе хромозомно нормални бластомери. Трансфер на МНБ-ембриони не се препоръчва, ако мултинуклеацията е настъпила на стадий 2-клетки на ембриона, докато ембриони с бинуклеарни клетки на стадий 8-клетки могат да бъдат трансферирани, ако няма други морфологично нормални ембриони.
Фиг. 2 Мултинуклеарен ембрион. Добре се виждат по няколко ядра във всеки бластомер
Гигантски яйцеклетки и ембриони с доминантни бластомери
Ембрион с доминантен бластомер е ембрион, при който се наблюдава един огромен бластомер, заобиколен от няколко по-малки бластомера, представляващи по-скоро фрагменти. Такива ембриони са полиплоидни, най-често мозаично полиплоидни, а единствения бластомер обикновено е мултинуклеарен.
Най-често след оплождане на гигантски яйцеклетки (с размер над 220µm) се развиват зиготи с две полярни телца и два пронуклеуса. Тези ембриони са винаги триплоидни или мозаично триплоидни, с ХХХ или ХХУ гонозомална конструкция, което е показател за по-голям принос от страна на майчиния геном.
Съществуват, също така яйцеклетки с гигантски герминални везикули (GV), съдържащи две ядра, което показва, че гигантските герминални везикули са резултат от грешки в цитокинезата или от сливане на два герминални везикула. Такива ембриони не се трансферират.
Фиг. 3 Бластоцист с един доминантен бластомер и множество фрагменти. Вижда се и мултинуклеация
Фиг. 4 Гигантска яйцеклетка – размерът и е почти двойно по-голям от този на яйцеклетката в дясно.
Хромозомни аномалии и развитие на ембриона
Съществува сигнификантна разлика в общия брой хромозоми при ембриони, които се развиват бавно, ембриони с нормално развитие и ембриони, които са останали в арест.
Ембриони в арест
Най-често срещаната хромозомна аномалия при ембриони, останали в арест, е полиплоидия (43%), следвана от мозаицизъм и анеуплоидия. Като цяло, 71% от ембрионите, оставащи в арест, са хромозомно абнормални. Вероятна причина за спиране развиието на ембриона и възникване на полиплоидия е това, че удвояването на ДНК–молекулата се осъществява без да се последва от разделяне на клетката. В отделни случаи изграждането на кариотипа продължава, довеждайки до мултинуклеация в половината от техните клетки. Но дори и генната активация да не се провали, нарушенията в цитокинезата може да спрат развитието на ембриона, защото няма достатъчно клетки, които да формират функционална вътреклетъчна маса. Поради това, че повечето полиплоидни ембриони изпадат в арест преди началото на геномната активация, което се случва около 4-8-клетъчния стадий на ембрионалното развитие, качеството на яйцеклетките е основната причина за техния арест. Интересното е, че ембриони, които са се развивали нормално преди замразяване, но не настъпва деление 24 часа след размразяване, са рядко хромозомно-нормални (20%), и показват високи нива на полиплоидия и мозаицизъм. Това доказва хипотезата, че арест на цитокинезата в който и да е стадий от развитието на ембриона води до полиплоидия във всички клетки (чиста полиплоидия) или само в някои от клетките (диплоиден/полиплоиден мозаицизъм).
Бавноразвиващи се ембриони и ембриони с фрагментация
Тези ембриони са хромозомно абнормални в 58% от случаите. Най-често срещаният хромозомнен дефект при тези ембриони е анеуплоидия (23%), следван от екстензивен мозаицизъм (22%) и полиплоидия (13%). Ембрионите в арест и тези със забавено развитие имат сходни проценти на диплоиден мозаицизъм. Този процент е двоен на процента при нормално развиващи се ембриони. Докато повечето от ембрионите в арест са също мозаични, може да да се оспори факта, че ембрионите в арест се характеризират с по-голям процент мозаицизъм, отколкото бавноразвиващите се ембриони. Бавноразвиващи се ембриони на 2-4 клетки имат 55% аномалии, докато ембриони на 5-8 клетки имат до 28%.
Нормално развиващи се ембриони
При нормално развиващите се ембриони рядко се наблюдават генетични изменения като полиплоидия, мозаицизъм и анеуплоидия. Като цяло, 29% от нормално развиващите се ембриони са генетично абнормални.
Ембриони, избързващи в развитието си (с ускорено делене на бластомерите)
Това са ембриони, които на Ден 1 вече са се разделили на 2 или 4 клетки. След FISH анализ се оказва, че повечето са мозаични. Като най-вероятна причина за това се счита, че тези ембриони са полипенетрирани, което би обяснило както мозаицизма, така и ускореното делене на бластомерите. Хромозомните аномалии водят до забавяне на развитието, но както стана ясно, ембриони, които се делят нормално, също могат да бъдат генетично увредени. Това е така, защото геномната активация не се осъществява когато ембриона е преди стадий 4 или 8 клетки, и следователно хормозомните аномалии не могат да предизвикат арест в ембрионалното развитие в тези стадии.
