Сравнительный анализ степени надежности данных о молекулярном кариотипе эмбриона, получаемых методами полногеномной амплификации на основе технологии секвенирования следующего поколения (NGS) отдельных клеток трофэктодермы
- Авторы: Глотов О.С.1,2,3, Сайфитдинова А.Ф.4,5, Павлова О.А.5,6, Леонтьева О.А.5, Полякова И.В.2, Масленников А.Б.7
-
Учреждения:
- ФГБУ «Детский научно-клинический центр инфекционных болезней Федерального медико-биологического агентства»
- ООО «Сербалаб»
- ФГБНУ «Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта»
- ФГБОУ ВО «Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена»
- АО «Международный центр репродуктивной медицины»
- ООО «Бигль»
- ГБУЗ Новосибирской области «Городская клиническая больница № 1»
- Выпуск: № 6 (2024)
- Страницы: 66-74
- Раздел: Оригинальные статьи
- URL: https://journals.eco-vector.com/0300-9092/article/view/634342
- DOI: https://doi.org/10.18565/aig.2024.78
- ID: 634342
Цитировать
Полный текст
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
Аннотация
Анеуплоидии у эмбрионов человека вносят существенный вклад в этиологию неудач имплантации и ранних репродуктивных потерь в программах вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ). Наиболее распространенным методом оценки плоидности эмбриона является преимплантационное генетическое тестирование на анеуплоидии (ПГТ-А). Внедрение ПГТ-А в клиническую практику позволило значительно снизить вероятность переноса анеуплоидного эмбриона в полость матки и повысить эффективность программ ВРТ. Существуют преимущества и недостатки различных методов ПГТ-А и способов забора материала для анализа, а также имеется ряд причин возможных ложноположительных и ложноотрицательных результатов ПГТ-А. Поскольку для исследования берется всего несколько клеток, большое значение для получения достоверных результатов анализа имеет равномерность амплификации ДНК; в связи с чем ключевым и самым важным этапом ПГТ-А является полногеномная амплификация ДНК (whole genome amplification, WGA).
В статье приведен анализ современных данных литературы, посвященной исследованию оценки эффективности и надежности методов масштабирования малых количеств ДНК; приведены результаты собственного исследования по сравнительному анализу методов полногеномной амплификации отдельных клеток трофэктодермы с целью получения надежных данных о молекулярном кариотипе эмбриона методом NGS. Показана эффективность использования отечественных наборов WGA.
Заключение: Сравнение результатов ПГТ-А с использованием различных наборов показало применимость разработанного нами «гибридного» протокола, где могут использоваться как зарубежные наборы для полногеномной амплификации, так и отечественные. Данный подход показал высокую надежность наборов WGA с SD-полимеразой для подготовки материала к проведению ПГТ эмбрионов человека, а также может найти применение в других областях биомедицины и судебно-медицинских исследований, где востребована высокая надежность и точность амплификации предельно малых количеств ДНК.
Полный текст
Об авторах
Олег Сергеевич Глотов
ФГБУ «Детский научно-клинический центр инфекционных болезней Федерального медико-биологического агентства»; ООО «Сербалаб»; ФГБНУ «Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта»
Автор, ответственный за переписку.
Email: olglotov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0091-2224
д.б.н., заведующий oтделом экспериментальной медицинской вирусологии, молекулярной генетики и биобанкинга; в.н.с. отдела геномной медицины им. В.С. Баранова
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург; Санкт-ПетербургАлсу Фаритовна Сайфитдинова
ФГБОУ ВО «Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена»; АО «Международный центр репродуктивной медицины»
Email: saifitdinova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1221-479X
д.б.н., профессор кафедры анатомии и физиологии человека и животных, факультет биологии; заместитель заведующего лабораторией вспомогательных репродуктивных технологий
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-ПетербургОльга Андреевна Павлова
АО «Международный центр репродуктивной медицины»; ООО «Бигль»
Email: pavlova@biobeagle.com
ORCID iD: 0000-0001-9488-6903
к.б.н., биолог лаборатории вспомогательных репродуктивных технологий; ведущий специалист
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-ПетербургОльга Анатольевна Леонтьева
АО «Международный центр репродуктивной медицины»
Email: olga_leont@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3667-0511
эмбриолог лаборатории вспомогательных репродуктивных технологий
Россия, Санкт-ПетербургИрина Васильевна Полякова
ООО «Сербалаб»
Email: irena.88@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-5738-8443
биолог
Россия, Санкт-ПетербургАркадий Борисович Масленников
ГБУЗ Новосибирской области «Городская клиническая больница № 1»
Email: mab2000@mail.ru
ORCID iD: 0009-0002-8046-3816
к.м.н., заведующий областной научно-практической лабораторией ДНК-диагностики
Россия, НовосибирскСписок литературы
- Малышева О.В., Бичевая Н.К., Гзгзян А.М., Глотов О.С., Кинунен А.А., Лобенская А.Ю., Мекина И.Д., Полякова И.В., Пуппо И.Л., Сайфитдинова А.Ф., Щербак С.Г., Коган И.Ю. Технологические платформы преимплантационного генетического тестирования на анеуплоидии: сравнительная эффективность диагностики хромосомной патологии. Акушерство и гинекология. 2020; 4: 65-71. [Маlysheva О.V., Bichevaya N.K., Gzgzyan А.М., Glotov О.S., Kinunen А.А., Lobenskaya А.Yu., Меkina I.D., Polyakova I.V., Puppo I.L., Saifitdinova А.F., Shcherbak S.G., Kоgan I.Yu. Technological platforms for preimplantation genetic testing for aneuplody: comparative effectiveness of diagnosing chromosomal abnormalities. Obstetrics and Gynecology. 2020; (4): 65-71. (in Russian)]. https://dx.doi.org/10.18565/aig.2020.4.65-71.
- Clark G., Babariya D., Del A., Cano C., Fernández Marcos E., Parnell L. et al. P-727. New methods reveal the true incidence of DNA contamination in PGT-A samples for the first time and avoid errors that could result in serious misdiagnoses. Hum. Reprod. 2023; 38(Suppl.1): i171. https://dx.doi.org/ 10.1093/humrep/dead093.337.
- Klenow H., Henningsen I. Selective elimination of the exonuclease activity of the deoxyribonucleic acid polymerase from Escherichia coli B by limited proteolysis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1970; 65(1): 168-75. https://dx.doi.org/10.1073/pnas.65.1.168.
- Saiki R.K., Gelfand D.H., Stoffel S., Scharf S.J., Higuchi R., Horn G.T. et al. Primer-directed enzymatic amplification of DNA with a thermostable DNA polymerase. Science. 1988; 239(4839): 487-91. https://dx.doi.org/10.1126/science.2448875.
- Telenius H., Carter N.P., Bebb C.E., Nordenskjold M., Ponder B.A., Tunnacliffe A. Degenerate oligonucleotide-primed PCR: general amplification of target DNA by a single degenerate primer. Genomics. 1992; 13(3): 718-25. https://dx.doi.org/10.1016/0888-7543(92)90147-k.
- Aliotta J.M., Pelletier J.J., Ware J.L., Moran L.S., Benner J.S., Kong H. Thermostable Bst DNA polymerase I lacks a 3'-->5' proofreading exonuclease activity. Genet. Anal. 1996; 12(5-6): 185-95.
- Aviel-Ronen S., Qi Zhu C., Coe B.P., Liu N., Watson S.K., Lam W.L. et al. Large fragment Bst DNA polymerase for whole genome amplification of DNA from formalin-fixed paraffin-embedded tissues. BMC Genomics. 2006; 7: 312. https://dx.doi.org/10.1186/1471-2164-7-312.
- Blanco L., Bernad A., Lázaro J.M., Martín G., Garmendia C., Salas M. Highly efficient DNA synthesis by the phage phi 29 DNA polymerase. Symmetrical mode of DNA replication. J. Biol. Chem. 1989; 264(15): 8935-40.
- Linck L., Resch-Genger U. Identification of efficient fluorophores for the direct labeling of DNA via rolling circle amplification (RCA) polymerase φ29. Eur. J. Med. Chem. 2010; 45(12): 5561-6. https://dx.doi.org/10.1016/ j.ejmech.2010.09.005.
- Твеленёва А.А., Мусатова Е.В., Шилова Н.В. Методы полногеномной амплификации генетического материала едничных клеток. Медицинская генетика. 2017; 16(11): 3-6. [Tveleneva A.A., Musatova E.V., Shilova N.V. Whole genome amplification as a method for analysis of single cells. Medical Genetics. 2017; 16(11): 3-6. (in Russian)].
- Zong C., Lu S., Chapman A.R., Xie X.S. Genome-wide detection of single-nucleotide and copy-number variations of a single human cell. Science. 2012; 338(6114): 1622-6. https://dx.doi.org/10.1126/ science.1229164.
- Ignatov K.B., Barsova E.V., Fradkov A.F., Blagodatskikh K.A., Kramarova T.V., Kramarov V.M. A strong strand displacement activity of thermostable DNA polymerase markedly improves the results of DNA amplification. Biotechniques. 2014; 57(2): 81-7. https://dx.doi.org/10.2144/ 000114198.
- Blagodatskikh K.A., Kramarov V.M., Barsova E.V., Garkovenko A.V., Shcherbo D.S., Shelenkov A.A. et al. Improved DOP-PCR (iDOP-PCR): a robust and simple WGA method for efficient amplification of low copy number genomic DNA. PLoS One. 2017; 12(9): e0184507. https://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0184507.
- Сайфитдинова А.Ф., Павлова О.А., Зелинский А.А., Рябинина М.В., Глотов О.С., Богомаз Д.И., Рубель А.А. Полногеномная амплификация малых количеств ДНК для определения молекулярного кариотипа клеток. Интегративная физиология. 2023; 4(3): 324-34. [Saifitdinova A.F., Pavlova O.A., Zelinskii A.A., Ryabinina M.V., Glotov O.S., Bogomaz D.I., Rubel’ A.A. Whole genome amplification of small amounts of DNA to determine the molecular karyotype of cells. Integrative Physiology. 2023; 4(3): 324-34. (in Russian)]. https://dx.doi.org/ 10.33910/2687-1270-2023-4-3-324-334.
- Корсак В.С., Балахонов А.В., Бичевая Н.К., Корнеев И.А., Кузнецова Р.А., Леонтьева О.А., Панина А.Н., Решетников И.В., Сайфитдинова А.Ф., Трофимова И.Л. Руководство по клинической эмбриологии. 3-е изд. М.: Медиа Сфера; 2022. 250с. [Korsak V.S., Balakhonov A.V., Bichevaya N.K., Korneev I.A., Kuznetsova R.A., Leont’eva O.A., Panina A.N., Reshetnikov I.V., Saifitdinova A.F., Trofimova I.L. Clinical embryology guidelines. 3rd ed. Moscow: Media Sphere; 2022. 250p. (in Russian)].
- Saifitdinova A.F., Glotov O.S., Poliakova I.V., Bichevaya N.K., Loginova J.A., Kuznetsova R.A. et al. Mosaicism in preimplantation human embryos. Integrative Physiology. 2020; 1(3): 225-30. https://dx.doi.org/10.33910/ 2687-1270-2020-1-3-225-230.
- Tšuiko O., Fernandez Gallardo E., Voet T., Vermeesch J.R. Preimplantation genetic testing: single-cell technologies at the forefront of PGT and embryo research. Reproduction. 2020; 160(5): A19-A31. https://dx.doi.org/10.1530/REP-20-0102.
- Глотов О.С., Чернов А.Н., Глотов А.С., Баранов В.С. Перспективы применения экзомного секвенирования для решения проблем в репродукции человека (часть 1). Акушерство и гинекология. 2022; 12: 34-9. [Glotov O.S., Chernov A.N., Glotov A.S., Baranov V.S. Prospects for using exome sequencing to solve problems in human reproduction (Part I). Obstetrics and Gynecology. 2022; (12): 34-9. (in Russian)]. https://dx.doi.org/10.18565/aig.2022.221.
- Глотов О.С., Чернов А.Н., Глотов А.С., Баранов В.С. Перспективы применения экзомного секвенирования для решения проблем в репродукции человека (часть 2). Акушерство и гинекология. 2022; 12: 40-5. [Glotov O.S., Chernov A.N., Glotov A.S., Baranov V.S. Prospects for using exome sequencing to solve problems in human reproduction (Part II). Obstetrics and Gynecology. 2022; (12): 40-5. (in Russian)]. https://dx.doi.org/ 10.18565/aig.2022.220.
Дополнительные файлы
