Preimplantasyon genetik tanı (PGT) uygulamaları tıbbın oldukça yeni uygulamalarından olup kısa süre içinde gerek kullanım alanı ve gerekse güven aralığı bakımından çok hızlı gelişim göstermiştir. Preimplantasyon genetik tanı uygulamaları embriyo aşamasında yapılan test yöntemleri olduğu için hastaya tüp bebek uygulanması zorunluluğunu beraberinde getirmektedir. Temel olarak yardımlı üreme tekniği ile elde edilen embriyonların laboratuar ortamında teste tabi tutularak sağlıklı olanlarının tespit edilmesi ve anneye transfer edilmesini içerir.
Anne ve babanın taşıdıkları genetik bir hastalığın embryo aşamasında tanısının konulmasına yönelik olan preimplantasyon genetik tanı uygulamalarından daha yaygın olarak kullanılan bir diğer kullanım alanı da tüp bebek tedavilerinde gebelik başarısının arttırılmasına yönelik olan “preimplantasyon genetik tarama” (PGS) yöntemidir.
Tıp alanında diğer branşlarla karşılaştırıldığında genetik bilimi geometrik hızda ilerlemelere sahne olmaktadır. Özellikle, kanser genetiği, üreme genetiği, nutrigenetik, farmakogenetik ve birçok alana ait biyoteknolojik uygulamalarda baş döndürücü gelişmeler izlenmektedir. Tıbbın diğer disiplinleri ile karşılaştırıldığında genetik hastalıkların tedavi imkanı neredeyse bulunmamaktadır yada çok kısıtlı olmaktadır. Bu nedenledir ki uzun yıllardır prenatal tanı uygulamaları genetik hastalıklarla mücadelede çok önemli bir yer tutmuştur. Bir genetik hastalığa yönelik prenatal tanı yapıldığında fetusun hasta (etkilenmiş) olduğunun saptanması durumunda gebeliğin sonlandırılması (medikal abortus) prenatal tanı uygulamalarının en zayıf halkasını oluşturmaktadır.
Son yıllarda prenatal tanısının yapılamayacağı ancak preimplantasyon tanı yapmanın mantık dahilinde olduğu bazı kondisyonlar bulunmaktadır; örneğin ailesinde meme kanseri bulunan ve BRCA gen mutasyonu taşıyan bir anne adayı preimplantasyon yada prekonsepsiyon (polar body den test yapılması) genetik test isteyerek çocuğunun bu riski taşımamasını isteyebilir ancak genetik şifre ile klinik sonuç arasında birebir ilişki bulunmayan böyle durumlar için prenatal tanı yapılması gerek etik gerek tıbbi yönden dayanaksız kalmaktadır.
Kromozom Düzensizliklerinde Preimplantasyon Genetik Tanı
Kromozomal dengeli taşıyıcılıklar preimplantasyon genetik tanı uygulamaları içinde oldukça önemli yer tutmaktadır.
İki kromozom arasında karşılıklı parça değişimleri resiprokal translokasyon olarak anılırken, akrosentrik kromozomlar arasında ortak sentromer kullanarak oluşan birleşmelere ise Robertsonian translokasyon demekteyiz.
Dengeli translokasyon taşıyan eşlere ait herhangi sağlık riski söz konusu olmamasına rağmen çocuğu dengesiz translokasyon ürününe sahip olarak ağır defektlere maruz kalabilir. Dengeli translokasyon taşıyan eşleri şu olasılıklar beklemektedir: İnfertilite, Tekrarlayan gebelik kayıpları ve Dengesiz (anomalili) bebek doğumu.
İlk trimester spontan abortus öyküsü bulunan eşlerde yapılan çalışmada kadın eşlere aiy translokasyon taşıyıcılık oranı erkek eşlere oranla iki kat daha yüksek bulunmuştur (Simpson JL, 2002). Bu da dengeli translokasyon taşıyıcılığının kadın partnerlerde daha fazla klinik bulgu verdiğini ve kötü obstetrik öyküye yol açtığını göstermektedir.
Preimplantasyon genetik tanı uygulamalarından önce detaylı bir pedigri çıkararak riskler iyi tespit edilmeli ve gözden kaçan bir şeyin olmamasına dikkat edilmelidir. Hemoglobinopatiler, Spinal Musküler Atrofi, Kistik fibrozis gibi hastalıklar sıklıkla olmak üzere metabolik hastalıklar ve diğer hastalıklar ülkemizde preimplantasyon genetik tanı uygulanan hastalıkları oluşturmaktadır.
Preipmlantasyon Genetik Tarama
Tüp bebek uygulamalarında yapılan işlemin gebelik ile sonuçlanması gerek anne ve baba adayları için ve gerekse tedaviyi gerçekleştiren tüp bebek çalışanları için en büyük amaçlardan biridir.
Preimplantasyon Genetik Tarama-Screening (PGS) özellikle ileri anne olma yaşı, tekrarlayan IVf başarısızlıkları, ilk trimester düşükleri ve şiddetli erkek infertilitesi olgularında yaygın bir kullanım alanı bulmuştur. Özellikle 2000 li yıllarda anöploidi taraması oldukça yaygın bir kullanım alanı bulmuştur. Bu amaçla sıklıkla kullanılan yöntem multicolor FISH yöntemi olmuştur. Başlarda 5 kromozoma spesifik FISH analizleri (daha çok 13, 18, 21, X ve Y yada 13, 16, 18, 21, 22 numaralı kromozomlar) kullanılırken zaman içinde daha çok sayıda kromozomun kontrol edildiği (8’li veya 9’lu) FISH yöntemleri yaygınlık kazanmıştır.
Son zamanlarda 24 kromozomun tarandığı mikroarray teknolojisi ile sonuçların pozitif yönde etkilendiği yine blastomerden yapılan anöploidi taraması yerine blastokist aşamasında yapılan trafoektoderm biyopsisi ile daha yüksek gebelik oranları yakalandığı bildirilmektedir.
40.5. HLA Uyumlu Kardeş Amaçlı Preimplantasyon Genetik Tanı
2000 yılında Verlinsky HLA uyumlu kardeş için ilk IVF-PGD vakasını bu ailenin Fanconi Anemili çocukları için gerçekleştirdi ve kemik iliği transplantasyonu sonrasında tam iyileşme elde edildi.
Preimplantasyon genetik Tanıda Klinik Uygulamalar
Preimplantasyon genetik tanının sağladığı en büyük yarar anne adayını medikal abortustan korumasıdır. Mendelian kalıtılan kondisyonların % 25 veya % 50 gibi risklerle tekrar ettiği düşünülecek olursa preimplantasyon genetik tanı risk taşıyan fertil çiftlere etkin bir şekilde önerilmelidir..
İlk başlarda FISH yöntemi kullanılırken sonraları mikro array ve yeni olarak ta next generation sequencer tabanlı tarama testleri embriyoların genetik taramasında kullanılarak tüp bebek başarısının arttırılmasına çalışılmaktadır. Anlaşılmaktadır ki çok yakında tüm embriyo transferleri teste tabi tutulmuş “sertifikalı embriyolar” şeklinde gerçekleştirilecektir. Bu konuya ait cevaplanması gereken bir soru da biyopsi işleminin embriyoya zarar verip vermediğidir. Modern tıp uygulamaları ve tıp etiği açısından hastaya uygulanacak yöntem beraberinde bir risk getiriyorsa bu ancak yarar zarar hesabı yapıldıktan sonra hastanında onayı alınarak gerçekleştirilir. Genel olarak embriyo biyopsisi ile embriyo hasarlanma oranı %0.3 olarak öngörülmektedir, ancak bundan başka bu tür uygulamaların epigenetik problemlere neden olabileceği yönünde sonuçlar bildirilmiştir. Ancak bu araştırmalar sadece embriyo biyopsi işlemini tek başına sorumlu tutmamakta ve tüm yardımla üreme işlemlerini (mikroenjeksiyon, olgunlaşmamış sperm-TESE materyali kullanımı gibi) şüpheli olarak karşımıza çıkarmaktadır. Bununla birlikte araştırmalar düşük doğum ağırlığı, hafif artmış kromozomal düzensizlikler dışında diğer kondisyonlar açısından yardımla üreme teknolojisi bebekleri ile spontan gebelik ürünü bebekler arasında istatistiksel fark ortaya koymamıştır (M.De Rycke, 2002). Bununla beraber mikroenjeksiyonun epigenetik riskleri tetikleyebileceğini savunan yayınlarda mevcuttur (Zech H, 2000)
Günümüzde en yeni ve en kapasiteli tanı araçlarından biri NGS (next Generation Sequencer) olarak değerlendirilmektedir. NGS preimplantasyon dönem uygulamaları içinde anöploidilerin taranmasında etkin ve güvenilir bir araç olarak klinik kullanıma girmiş bulunmaktadır. Diğer yandan belirtmek gerekir ki NGS sadece preimplantasyon taramada (PGS) değil aynı zamanda preimplantasyon genetik tanıda da (PGD) kullanılabilmektedir. Hali hazırda bu yöntemle ilgili klinik sonuçlar yetersiz olmakla beraber kullanıcıların sayısı her gün artış göstermekte ve konuya ilişkin spesifik toplantı ve sempozyumlarda daha fazla bildirimler yapılmaktdır. Bunlar arasında Çin ve Danimarkadan ağırlıklı olmak üzere toplam 18 adet araştırmacı grubun dahil olduğu çalışmada toplam 1.512 adet blastokist biyopsi numunesi NGS ve SNP array yöntemleri ile karşılaştırmalı olarak çalışılmıştır (Tan Y, 2014). Söz konusu çalışmaya toplamda 395 çift dahil edilmiş olup translokasyon yada inversiyon taşıyıcılığı, ileri anne olma yaşı ve tekrarlayan gebelik kayıpları bu çalışmada yer alan olgulardır.
Çalışmaya dahil edilen 1.512 adet blastokist biyopsi numunesinden 1.058 tanesi SNP array ile test edilirken 454 adedi NGS ile analiz edilmiştir. NGS grubunda implantasyon, klinik gebelik ve gebelik kaybı (spontan abortus) oranları sırasıyla (60/114) % 52.6, (49/80) % 61.3 ve (7/49) % 14.3 olarak saptanırken SNP array grubunda implantasyon, klinik gebelik ve gebelik kaybı (spontan abortus) oranları sırasıyla (139/292) % 47.6, (115/203) % 56.7 ve (17/115) % 14.8 olarak tespit edilmiştir. Anlaşıldığı üzere klinik sonuçlar minör farklılıklar göstermekle birlikte istatistiksel olarak anlamlı fark ortaya koymamıştır. Diğer yandan NGS sonuçlarının doğruluğu qPCR ile de kontrol edilmiştir.
Çalışmanın ortaya koyduğu diğer anlamlı bir klinik sonuç da mitakondriyal DNA ile ilgili çıktılar olarak dikkati çekmektedir: NGS tabanlı analiz ile mitakondriyal DNA kopya sayıları karşılaştırmalı olarak değerlendirildiğinde öploid embryolar ile kromozomal olarak anormal yapıda olan embryolar arasında kopya sayısı bakımından istatistiksel anlamlı fark gösterilmiştir. Bu ve başka çalışmalar göstermiştir ki dengeli ve sağlıklı embriyolara oranla anöploid embriyolarda total mitakondriyal DNA miktarı anlamlı olarak artmaktadır ve embriyonal implantasyon kapasitesinin değerlendirilmesinde mitakondriyal DNA içeriğinin test edilmesine yönelik yeni çalışmalar hızla eklenmektedir (Tan Y 2014, Fragouli E 2015, Konstantinidis M 2014).
Preimplantasyon genetik tanı uygulamalarında kullanılan diğer yöntemlere ait klinik sonuçlar (FISH, mikroarray ve PCR tabanlı yöntemler) çokça tekrarlandığından burada tekrar ele alınmamıştır.
Gelecek
Prenatal invaziv tanı yöntemlerini (amniyosentez, CVS kordosentez) son yıllarda maternal plazmadan non invaziv cell free fetal DNA’dan yapılan testler almıştır. Benzer uygulamalar günümüzde preimplantasyon genetik tanı için de uygulamaya girmek üzeredir (non invaziv PGD). Bunlar blastosentez (blastokist aşamasında hücre biyopsisi yapmaksızın embriyonun blastokist sıvısının aspire edilerek içindeki serbest DNA’nın test edilmesi ve diğer bir benzer yöntem ise embriyonun içinde kültüre edildiği kültür sıvısındaki serbest DNA’nın test edilmesi yöntemleridir (Gianaroli L, 2014). Yakın gelecekte bu yöntemlerin optimalize edilmesi beklenmektedir.
Mayıs 2015 tarihinde Chicago’da 14. sü yapılan uluslar arası PGDIS kongresinde aşağıdaki hedefler yakın gelecek için belirlenmiştir:
– Tek gen ve kromozomal hastalıklar için üniversal bir PGT yöntemi oluşturulması
– Kromozomal dengesizliklerin tespit ve ekarte edilmesi yardımlı üreme teknikleri içerisinde rutin olarak yer alması
– Non nuklear genetik anormallikler için preimplantasyon genetik tanı yapılması
– Genetik ekspresyon bozukluklarına yönelik preimplantasyon genetik tanı yapılması
– Non invaziv preimplantasyon genetik tanı (cell-free DNA)
– Embriyonun tüm genom taramasının yapılması
– IVF yapmaksızın preimplantasyon genetik tanı yapılabilmesi
