G.E.N.E.R.A UMBRIA
Procreazione Medicalmente Assistita

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PGD/PGS – Diagnosi Genetica Preimpianto

I progressi della scienza permettono oggi di identificare la presenza di malattie genetiche ereditarie o di alterazioni cromosomiche in fasi molto precoci dello sviluppo embrionale, anche prima che si instauri la gravidanza. La procedura si chiama Diagnosi Genetica Pre-impianto, e richiede che venga effettuato un ciclo di fecondazione in vitro.

Esistono due distinte forme di applicazione della diagnosi preimpianto nella medicina della riproduzione:


 
PGD-Genera-Umbra

La PGD propriamente detta, quando nella coppia esiste un rischio aumentato di trasmettere una specifica malattia genetica alla prole (es. Fibrosi cistica, Beta talassemia, ecc.).

In questo caso la diagnosi è mirata a identificare embrioni affetti da quella determinata patologia genetica.

PGS-Genera-Umbra

La PGS o screening preimpianto delle anomalie cromosomiche, che si applica per identificare anomalie cromosomiche che sono comuni a tutte le coppie e che rappresenta il maggiore campo applicativo oggi della genetica preimpianto. In questo caso si esegue un’analisi cromosomica uguale per tutti e mirata a migliorare l’efficienza dei cicli di PMA e minimizzare i rischi connessi con la riproduzione in coppie infertili e/o con elevata età riproduttiva della donna.


 
Le coppie che si sottopongono ad un ciclo di fecondazione in vitro possono richiedere di essere informate sullo stato di salute degli embrioni prodotti (articolo 14, punto 5, legge 40/2004). In questi casi, se vi sono le indicazioni, si può procedere con la diagnosi genetica pre-impianto. Essa si configura come un metodo diagnostico che si esegue su biopsie cellulari dell’embrione prima del suo trasferimento in utero.

fasi-della-diagnosi-genera-umbra
genetica-molecolare

Nei centri più specializzati, il materiale su cui viene eseguito l’esame genetico è rappresentato da più cellule prelevate al quinto/sesto giorno di coltura in vitro (trofoectoderma) allo stadio di blastocisti. Tale stadio dello sviluppo embrionale garantisce una maggiore robustezza dell’analisi genetica, nonché l’assenza di compromissione dello sviluppo embrionale a seguito della biopsia, cioè l’embrione non è danneggiato da tale procedura. Le cellule prelevate mediante l’impiego di un micromanipolatore vengono riposte in delle provette analitiche ed inviate al centro di genetica molecolare che effettuerà l’analisi (vedi figura a destra). Nei centri G.EN.R.A. la biopsia del trofoectoderma è eseguita dal 2011 come riportato nelle immagini sotto e come pubblicato nel 2014 (Capalbo et al., Human Reproduction 2014).

anomalie cromosomiche

La maggiore applicazione oggi della diagnosi preimpianto è sicuramente rappresentata dalla PGS, screening delle anomalie cromosomiche per migliorare gli outcomes riproduttivi delle coppie infertili e l’efficienza dei trattamenti di fecondazione in vitro in generale.

Questo particolarmente perché è ben noto che con l’avanzare dell’età riproduttiva della donna aumentano le anomalie cromosomiche negli embrioni in modo esponenziale, come dimostrato nella figura sottostante adattata da un recente lavoro scientifico basato sull’analisi di più di 15000 biopsie del trofoectoderma (Frasiniak et al., Fertility and Sterility 2014).

LE FINALITÀ DELLA DIAGNOSI PRE-IMPIANTO CON SCREENING CROMOSOMICO, PGS

Le finalità della diagnosi pre-impianto con screening cromosomico sono:

  • Diminuire il tasso di aborto (mediamente in pazienti di 39 anni il tasso di aborto di attesta intorno al 40%, tramite la diagnosi pre-impianto con screening cromosomico tale tasso si riduce al 7-8%);
  • Minimizzare l’incidenza di gravidanze con feti affetti da anomalie cromosomiche quali Sindrome di Down,
    Trisomia 13 e 18;
  • Evitare l’inutile attesa del test di gravidanza (mediamente una paziente di 39 anni produce il 60% di blastocisti aneuploidi e il 35% dei cicli di PMA intrapresi a questa età non presentano alcun embrione normale cromosomicamente);
  • Incrementare il tasso di gravidanza a termine per trasferimento embrionale (il quale aumenta mediamente fino al 50% indipendentemente dall’età della donna, purché sia identificato e trasferito un embrione normale all’analisi di PGS);
  • Minimizzare l’occorrenza di gravidanze gemellari e plurime (dopo screening cromosomico gli embrioni risultati normali possiedono un elevatissimo tasso di impianto non giustificando in nessun caso il trasferimento di due o più embrioni contemporaneamente. Conseguentemente si fanno solo trasferimenti di singoli embrioni e si minimizzano le gravidanze plurime che rappresentano un importante fattore di rischio ostetrico e neonatale per la gravidanza);
  • Ridurre il tempo prezioso che una coppia investe per raggiungere una gravidanza a termine.

SCREENING-CROMOSOMICO
Legenda: L’introduzione dal 2012 in poi della politica di elective Single Embryo Transfer (eSET), della vitrificazione, della coltura a blastocisti e della diagnosi genetica pre-impianto non ha influito sul tasso di gravidanza cumulativo presso il nostro centro, ma ha bensì consentito di migliorare la gestione di ciascun singolo ciclo (A). Il tasso di trasferimenti multipli (B) e gravidanze gemellari (A) si è infatti drasticamente ridotto, così come il tasso di aborto (non mostrato). Da Ubaldi et al, human reprod, 2015.

 

Output di analisi

La PGD/PGS si avvale principalmente dell’utilizzo di tre tecniche molecolari:

  • PCR (Polymerase Chain Reaction) o qPCR indicata principalmente per la diagnosi di malattie monogeniche;
  • SNP microarray indicata principalmente per la valutazione dell’intero assetto cromosomico (nel centro principalmente utilizzata per coppie portatrici di traslocazioni reciproche ed altre anomalie strutturali del cariotipo parentale);
  • qPCR (quantitative Polymerase Chian Reaction) in cui si analizzano le anomalie numeriche della totalità dei cromosomi che compongono il nostro genoma. Con questa metodica, utilizzata esclusivamente in Europa dal nostro centro, l’intero assetto cromosomico dell’embrione è analizzato con elevata accuratezza diagnostica tramite la tecnica basata su real time PCR.

La metodica di analisi molecolare impiegata nei centri GENERA è la quantitative polymerase chain reaction (qPCR), piattaforma di screening dei 24 cromosomi che assicurano la massima affidabilità ed accuratezza diagnostica come dimostrato in diverse pubblicazioni scientifiche (Treff et al., Fertility and Sterility 2012; Capalbo et al., European Journal of Human Genetics 2014). Un esempio dei risultati ottenuti dopo l’analisi dei 24 cromosomi tramite qPCR è rappresentato nella figura seguente.