משתמש:Meorero/טיוטה

אבחון גנטי טרום השרשה

אבחון גנטי טרום השרשה (באנגלית: Pre-implantation genetic diagnosis בקיצור: PGD) הנו אבחון שמבוצע בעוברים שנוצרו בהפריה חוץ-גופית לפני החזרה לרחם (השרשה) לשם איתור מחלות גנטיות או מומים שעוברים בתורשה. באמצעות האבחון ניתן לתכנן מראש היריון עם סיכויי תקינות גבוהים ולהמנע בסבירות גבוהה מלהרות עובר עם מום מולד או מחלה גנטית שידועים אצל הוריו.

האבחון הגנטי נעשה על תא בודד או שניים, שנלקח מהעובר בגיל ימים ספורים - לרוב בגיל יומיים - שלושה, וכולל 6-8 תאים.

במעבדה הגנטית ניתן לזהות תוך מספר שעות את תכולתם הכרומוזומים והרצף הגנטי בתא הבודד של העובר בעזרת סמנים מיוחדים ולאבחן בצורה נקודתית האם העובר נושא פגמים גנטיים שמהם מעוניינים להמנע.

ביצוע האבחון הגנטי בעובר - כולל את כל שלבי הטיפול המקובלים בטיפולי הפריה חוץ גופית כדי שיתקבלו במעבדה עוברים אותם ניתן יהיה לאבחן. שלב זה כולל מתן זריקות לגרימת ביוץ יתר לאישה ושאיבה של הביציות משחלותיה. במידה והושגה הפרייה מוצלחת של ביצית וזרע במבחנה - והעובר מכיל 6 עד 8 תאים - לרוב ביום השלישי להפרייה, ניתן לבדוק את תקינותו הגנטית על ידי הסרת תא או שניים. הסרה זו אינה פוגעת בהתפתחות העובר. הפעולה מבוצעת תחת המיקרוסקופ ודורשת מיומנות וניסיון. את התא או התאים שהוסרו מעבירים למעבדה הגנטית. האבחון הגנטי מבוצע בשיטות שונות. בין היתר, ניתן בעזרת סמנים בעלי צבע פולורוסצנטי לבדוק את מבנה ומספר הכרומוזומים, כלומר חסר או עודף, או שינויים במבנה הכרומוזום הבודד בעזרת שיטה פשוטה "יחסית" הקרויה FISH. בשיטה זו מוסיפים על פני הכרומוזומים סמנים שמתחברים לאזור מסוים על פני כרומוזום ספציפי וצובעים אותו בצבע פלורוסנטי ייחודי, שניתן לזיהוי תחת המיקרוסקופ. בשיטה זו ניתן לקבוע בוודאות מוחלטת את מין העובר ואת תקינות מבנה הכרומוזומים שלו. בנוסף, ניתן לבדוק האם עובר נגוע במחלה גנטית כאשר ידועה נשאות לשינוי או חסר בגן הבודד שגורם למחלה ידוע. עד כה נבדקו עוברים לנוכחות עשרות מחלות גנטיות שונות בינהן טאי זקס, סיסטיק פיברוזיס, דיסאוטונומיה משפחתית, מחלת קנוואן (Canavan disease), נוירופיברומטוזיס, סוגים מסוימים של ניוון שרירים ומקרים נוספים של טרנסלוקציה כרומוזומלית.

היסטוריה

אבחון של עוברים בתנאי מעבדה בוצע כבר בשנת 1967. רוברט אדוארדס וריצ'רד גרדנר הצליחו לזהות את מינם של בלוסטוציסטים (עוברים בימים הראשונים). אולם היישום בבני אדם התאפשר רק לאחר שנות ה- 80 של המאה ה- 20 עם פיתוח הפריית המבחנה ובמקביל התפתחות הטכניקה לאבחון גנטי על ידי סריקה מהירה של DNA באמצעות תגובת שרשרת של פולימראז - PCR (ראשי תיבות באנגלית של Polymerase Chain Reaction).

ניסויים באבחון גנטי של עוברים שנוצרו בהפריית מבחנה החלו במהלך שנות ה- 80. ב- 1989 דווח לראשונה על הצלחה שהביאה ללידות ראשונות בשנת 1990. במקרים ראשונים אלו נעשה שימוש ב- PCR לקביעת מין העובר לשם אבחון ומניעת מחלות הקשורות למין היילוד^[1].

עד תחילת העשור הות ראשון של שנות האלפיים דווח על אלפי תינוקות תינוקות שנולדו אחרי אבחון טרום השרשה^[2] ^[3].

יחס החברה ל- PGD

בדומה להתערבויות רפואיות הקשורות לרבייה האנושית, נתקל ה- PGD בדעות סותרות בחברה, בעיקר בשל השלכות אאוגניות. במדינות מסויימות, דוגמת גרמניה, נאסר להשתמש ב-PGD. ובמדינות אחרות הותר שימוש ב-PGD על פי חוק אך בכפוף לפיקוח המדינה.

התווייה ושימוש

האבחון הגנטי לפני החזרה לרחם יכול לשמש אמצעי לבחירת עוברים שלא נושאים פגם גנטי, להגדלת סיכויי הצלחת ההריון, התאמת HLA Type, הפחתת הנטיה לסרטן ובחירת מין היילוד.

הפרעות מונוגניות

האבחון הגנטי זמין עבור מספר גדול של הפרעות גנטיות מונוגניות - הנגרמות מפגם בגן בודד (בין אם פגם גנטי דומיננטי, רצסיבי, או הקשור לכרומוזומי מין), או שינויים גנטיים מבניים כמו טרנסלוקציה כרומוזומלית. באמצעות האבחון ניתן לסייע לנושאים פגם גנטי להמנע מלהרות עוברים הנושאים את אותו פגם וכך למנוע מחלות מצאצאיהם. הפגמים הרצסיביים שניתן לאבחן הם, בין השאר: סיסטיק פיברוזיס, בטא-תלסמיה, אנמיה חרמשית, מחלות ניוון שרירים SMA type 1 ועוד. הפגמים הדומיננטיים שניתן לאבחן הם, בין השאר: מחלת שריר מסוג Myotonihc dystrophy, מחלת הנטינגטון, שארקו-מארי-טות.

בין הפגמים הקשורים לכרומוזומי מין ניתן, בין השאר, לאבחן: תסמונת X שביר, המופיליה סוג A , ומחלת דושן. קיימים מרכזים אחדים המבצעים אבחון להפרעות במיטוכונדריון או לשתי הפרעות בו זמנית.

סיכויי ההצלחה להריון

עריכת אבחון פרופיל גנטי של העובר טרם השרשה (Preimplantation genetic profiling ובקיצור: PGP) מוצע במסגרת טיפולי פוריות לשם בחירת עוברים שלהם הסיכוי הגדול ביותר להניב הריון מוצלח. עם זאת הפרופיל מתבסס על תא אחד בלבד, דבר שמהווה מגבלה מובנית בגלל שהתא הנדגם עלול לא להיות מייצג את שאר העובר בגלל מוזאיקה.

לא נמצאו עדויות שעריכת הפרופיל הגנטי בעובר משפיע על שיעור הצלחת ההריון ולידת תינוק חי. חסרונות טכניים כמו ביופסיה הפולשנית או מוזאיקה כרומוזומלית הם הגורמים העיקריים המשפיעים לרעה על יעילות הצלחת הפרופיל טרם השרשה. אצל נשים המנסות להרות בגיל מבוגר יחסית, או עם כשלונות חוזרים של הפריות מבחנה, אבחון הפרופיל הגנטי טרום השרשה מבןצע כדי לגלות בעיות כרומוזומליות, כמו אנאפלואידיה (חסר או עודף בכרומוזומים), טרנסלוקציה, או היפוך כרומוזומלי. העקרון בבסיס איבחון זה הנו שמקרים רבים של אבדן הריון נובעים ממספר שינויים כרומוזומליים בעובר, ולכן איבחון מוקדם של עוברים עם בעיה כרומוזומלית והחזרה לרחם רק של עוברים ללא בעיה, יכולים לסייע בהגדלת סיכויי ההצלחה של הפריית המבחנה והשגת הריון תקין. שיטות ניתוח מקיף של הכרומוזומים כוללות צ'יפ גנטי מסוג CGH, סריקת PCR כמותי, ומערכי SNP. בשילוב עם ביופסיה של תא יחיד מעובר של 6-8 תאים, בגיל 3 ימים, הצ'יפ הגנטי (aCGH) משיג תוצאות עם רמת דיוק גבוהה: רק ב- 2.9% מהעוברים הנבדקים לא מתקבלות תוצאות ושיעור הטעות עומד על 1.9% . בנוסף לאיתור פגמים נקודתיים, מפותחות כיום שיטות לריצוף מלא של הגנום של עוברים בשלב מוקדם זה, ולהשוות את הרצפים הגנטיים ותבניות ה-דנ"א לעוברים שכבר הצליחו להתפתח להריון^[4].

התאמת HLA

קיימות מדינות בהן הותר לבצע אבחון גנטי של עוברים לפי סוג נוגדני כדוריות דם לבנות (Human leukocyte antigen HLA) וזאת כדי שיוכלו - במידה וייוולדו - להיות תורמי מח עצם לאחיהם^[5].

נטייה לחלות בסרטן

יישום מאוחר יותר של PGD הוא באבחון מוקדם של הנטייה המולדת ללקות בסרטן בגיל מבוגר.

במקרים רבים הנשאים של נטייה מולדת ללקות בסרטן - כמו למשל נשים הנושאות פגם גנטי בגנים המקודדים לחלבון BRCA1 או BRCA2 הקשורים בסרטן השד - נשארים בריאים ולוקים במחלה בגיל מבוגר, בעשור הרביעי לחייהם ואילך. לכן קיים ויכוח האם מקרים כאלו אמורים להיות מטופלים ב- pgd. השיקולים כוללים את הסבירות הגבוהה ללקות במחלה סרטנית ומנגד סיכויי הריפוי. לגילוי הנטיה להתפרצות עתידית של סרטן אצל עובר יש משמעות שונה אם מדובר באהחון טרום השרשה - לפני הריון, או באבחון טרום לידתי - במהלך ההריון.

אבחון מין העובר

באמצעות PGD ניתן לאבחן את מין העובר לפני ההחזרה, וכך - במידה ויתפתח הריון - אפשר לקבוע מראש את מין היילוד בחירת מין היילוד.

בחירת מין העובר נובעת פעמים רבות מסיבה רפואית - לצורך אבחון ומניעת הפרעות התלויות במין העובר, כמו למשל הפרעות הקשורות לכרומוזום X.

קביעת מין עובר שלא מסיבה רפואית אפשרית - אך נהוגה בישראל רק במקרים חריגים ובאישור ועדה של משרד הבריאות^[6].

נכויות או מוגבלויות משניות

סקר מ- 2006 גילה שלעיתים נעשה שימוש ב- PGD לבחירת עוברים הנושאים נכות דומה להוריהם - כמו חרשות ^[7].

היבטים טכניים

אבחון גנטי טרום השרשה מתבצע לפני החזרת עוברים לרחם. ולכן על הביציות של האישה להיות מופרות בהפריית מבחנה והעוברים נשארים לגדול במבחנה עד לביצוע האבחון. כמו כן יש צורך לבצע ביופסיה בעוברים כדי להשיג תא שעליו יבוצע האבחון. יש כמה שיטות לביצוע האבחון עצמו - בהתאם לפגם או ההפרעה שאותם מחפשים. באופן כללי משתמשים בשיטות מבוססת PCR בהפרעות מונוגנטיות (בגן בודד) ואילו בהפרעות כרומוזומליות או הקשורות במין העובר שלא מצאו עבורן קשר למיקום בכרומוזום X - משתמשים בשיטת מבוססת FISH. השימוש הקליני בשיטות אלו צריך להיות מותאם לבדיקת תא בודד. לבסוף - אם לאחר הבדיקה הצליחו מספר עוברים להתפתח באופן תקין - ניתן לשמר אותם בהקפאה לשימוש על פי הצורך במחזורי הטיפול הבאים.

השגת עוברים לשם אבחון

כדי ליצור עוברים שעוברים אבחון PGD משתמשים בשיטות ובשלבים המקובלים במחזורים של טיפולי פוריות.

בשלב ראשון, יש להשיג מספר ביציות לשם הפריה.

ביום מסויים למחזור החודשי של האישה, מתחילים במתן הורמונים בזריקות לשם גירוי מבוקר של השחלות והגדלת מספר הזקיקים בשחלה. גירוי זה מבוצע על ידי הזרקה של הורמונים מסוג FSH או נגזרותיו ו- LH ממקור סינתזי או אנושי. הורמונים אלו שנלקחים על בסיס יומי מגדילים את מספר הזקיקים בשחלה. עם מתן ההורמונים יש לעקוב באופן קפדני על ידי אולטרסאונד כדי לוודא שאין מספר רב מדי של ביציות ו/או לוודא שהן גדלות לגודל אופטימלי לצורך שאיבתן.

כאשר 2 זקיקים מובילים הגיעו לגודל של 18-19 מ"מ באולטרסאונד, יש להשרות ביוץ על ידי HCG אשר פועל בדומה להורמון LH ומביא לביוץ בתוך 38-40 שעות. יש לשאוב את הביציות לפני טווח זמן זה (אחרת, במידה והזקיקים יישאבו מאוחר מדי, הם לא יכללו ביציות אשר כבר בייצו).

בנוסף - משלבים לרוב גם שימוש במדכאי ביוץ GNRH אגוניסטים או אנטגוניסטים בנוסף לטיפולים המתוארים לעיל, לשם הפחתת הסיכוי של עליה מוקדמת מדי ב- LH, ולמנוע מהביציות לפרוץ החוצה מהזקיק מוקדם מדי טרם השאיבה.

שאיבת הביציות נעשית בערך 34-36 שעות לאחר מתן הזרקת HCG, ונעשית כיום בגישה טרנס-ווגינלית ובסיוע של אולטראסאונד. טכניקת השאיבה מבוססת על מחט מונחית-אולטרסאונד החודרת דרך דופן הנרתיק ומגיעה לשחלות. מחט זו שואבת את הנוזל מתוך הזקיקים והוא מועבר למעבדה כדי לזהות את הביציות. תהליך השאיבה אורך כ-20 דקות והוא מתבצע לרוב תחת טשטוש או בהרדמה כללית.

לאחר שאיבת הביציות הן מושמות במבחנה לשם הפרייה.

הביציות מופרות על ידי זרע לרוב תוך שעות אחדות ממועד שאיבתן. ב- PGD נעשה שימוש לרוב בטכניקת ICSI, שבה נבחר הזרעון שנראה התקין ביותר מבחינה מורפולוגית ועבור כל ביצית בשלה מוזרק ישירות לתוך הציטופלזמה ורחוק מן הגופיף הפולארי.

לאחר תהליך ההפריה, העוברים נמצאים באינקובציה באטמוספירה המכילה פחות מ- 5% של carbon dioxide. העוברים נבחנים בפרמטרים שונים, לרבות האם נוצר בהם pronuclei המוודא שאכן הייתה הפריה.

3-5 ימים לאחר גדילה בתנאי מעבדה, מוחזרים העוברים שנמצאו תקינים באבחון הגנטי לרחם, בתהליך הנקרא החזרת עוברים.

שיטות ביופסיה

את דגימת העובר - הביופסיה - לשם איבחון גנטי ניתן תיאורטית לבצע בכל שלב של התפתחותו. בפועל התפתחו שלוש שיטות לדגימת העובר: דגימת הגופיף הקוטבי של הביצית לפני או אחרי הפריה, דגימה של בלאסטומר בשלב ההתפצלות ודגימת עובר שהתפתח להיות בלאסטוציסט (של תאי מעטפת).

הליך הביופסיה כולל תמיד שני שלבים: פתיחה (ניקוב) הקרום השקוף (zona pellucida) של הביצית, והסרה של תא או תאים.

קיימות שיטות שונות לביצוע הביופסיה שכוללות אמצעים מכאניים, כימיים, פיזיים או שימוש בלייזר לניקוב הקרום השקוף (zona pellucida) והוצאת תאים לדגימה.

ביופסיה של הגופיף הקוטבי

הגופיף הקוטבי הראשון והשני מתפרקים בשלב ה[מיוזה] של ה[ביצית] - כלומר בעת חלוקתה. ביופסיה של הגופיף הקוטבי משמשת בין השאר במקרים של פגמים שמקורם בטרנסלוקציות או הפרעות בגן יחיד שמקורן באם. יתרונותיה של שיטת אבחון זו הם שהיא עושה שימוש בשלב מוקדם ביותר בחלקים מהביצית שאינם חיוניים להצלחת ההפריה, ויכולים לשלול פגמים שמקורם באם. חסורנה הוא כמובן שהאבחון הוא על רק פגמים שמורשים מהאם.

ביופסיה בשלב ההתפצלות (ביופסיה של בלאסטומר)

ביופסיה בשלב ההתפצלות מתבצעת לרוב בבוקר היום השלישי שאחרי ההפריה, בשלב שבו עוברים תקינים מתפתחים לשמונה תאים או יותר, שלרובם יש גרעין (כלומר שמסוגלים להמשיך ולהתחלק). בשלב מבוצע נקב ב- zona pellucida שבמעטפת, ודרכו נשאבים בעדינות תא או שניים. יתרונה של שיטה זו על פני ביופסיה של הגופיף הקוטבי הוא שהיא בוחנת את הגנים של שני ההורים ולא רק של האם. מצד שני - נמצא שלעוברים בשלב זה יש מוזאיקה - מה שמעורר את השאלה האם אבחון של תא אחד או שניים בלבד יכול לייצג את שאר העובר. לכן יש תוכניות המשלבות באיבחון גם בדיקה של הגופיף הקוטבי. אבחון בשלב זה - בדומה לאבחון הגופיף הקוטבי - נעשה על מעט רקמה (תא אחד או שניים), דבר שמצריך שימוש בשיטות PCR (שכפול מקטעי DNA) ו- FISH.

שיטה זו הנה השיטה הנפוצה ביותר ברוב מחזורי הטיפול. לפי הדיווחים של ESHRE PGD Consortium (תאגיד ה- PGD של החברה האירופית לפריון ואמבריולוגיה של האדם - European Society of Human Reproduction and Embryology) - משתמשים בשיטה זו בכ- 94% ממחזורי הטיפול. הסיבה לכך היא שהאבחון נחשב לבטוח ומהימן ביותר, ושלב זה בהתפתחות העובר נחשב לאופטימלי. בשלב זה תאי העובר נמצאים עדיין בשלב ראשוני ולא עברו התמיינות והעובר עוד לא מתכווץ. מצאו שבשלב זה ניתן להסיר עד רבע מתאי העובר בלי להפריע להתפתחותו, אך עדיין נדרש מחקר נוסף האם האם הדבר משפיע על סיכויי העובר להיקלט ברחם והמשך ההריון.

לשיטת ביצוע הנקב ב- zona pellucida שבמעטפת יש השפעה על המשך התפתחות הבלאסטומר / עובר ועל הביופסיה. השוו ניקוב כימי עם חומצה של תמיסת טיירוד (Tyrode’s solution) לעומת חיתוך חלקי מכאני של ה- zona pellucida בעזרת מחט מיקרוסקופית. נמצא שלשימוש המכני במחט זעירה הוביל לשיעור גבוה יותר של הצלחה בהפריות והריונות. אבל שיטה זו מבוצעת ידנית ודורשת מיומנות גבוהה מהמבצע. השיטה המקובלת כיום כוללת שימוש בקרני לייזר לניקוב ה- zona pellucida. השימוש בלייזר קל יותר מהשימוש באמצעים כימיים או מכאניים אבל כולל גם הוא סכנה של נזק לעובר, ודורש ציוד יקר^[8].

ביופסיה של הבלאסטוציסט

בנסיון להתגבר על הקשיים בהשגת ביופסיה של תא בודד, הועלתה אפשרות לדגום עוברים שהגיעו לשלב הבלאסטוציסט. בשלב זה העובר גדול יותר ולכן יש אפשרויות רבות יותר לבדיקה. נמצא כי בבדיקת יותר משני תאים בדגימה - ניתן להתגבר על הבעיות הטכניות שקיימות בדגימת PCR (שכפול מקטעי DNA) ו- FISH על תא בודד. מצד שני - בדומה לביופסיה בשלב ההתפצלות - עדיין עלול להיות שינוי (מוזאיקה) בין התאים הפנימיים לתאי המעטפת (ה- trophectoderm), דבר שמוריד מדיוק הבדיקה, אם כי דווח ששינוי זה נמוך מזה שמצאו בשלב ההתפצלות הראשונית.

ביופסיה של תאים מהמעטפת (ה- trophectoderm) של הבלאסטוציסט נוסתה בעכברים, שפנים ופרימטים. הנסיונות הראו שהסרת חלק מתאי המעטפת לא מזיקה להמשך ההתפתו.

בשלב הבלאסטוציסט - הביופסיה מבוצעת על ידי ביצוע נקב ב- zona pellucida בתאים שבתרבית בת שלושה ימים. ביום החמישי לאחר ההפריה נדגמים חמישה תאים מתרבית התאים שהוצאו קודם מהמעטפת תוך שימוש במחט דקה או בלייזר. לאחר האיבחון הגנטי - ניתן להחזיר את העוברים המתאימים לרחם. ההחזרה מתבצעת באותו מחזור טיפול, או במחזור טיפול מאוחר יותר תוך שימוש בהקפאת עוברים.

לשיטה זו יש שני חסרונות בולטים בגלל השלב המאוחר יחסית בו מבוצע האיבחון הגנטי. חסרון ראשון הוא שרק כמחצית מהעוברים מצלחים להתפתח לשלב הבלאסטוציסט, וזה עלול לא להותיר בלאסטוציסטים מתאימים לאבחון ולהחזרה. נמצא כי בכ- 21% מסבבי הטיפול ב- PGD לא נמצאו עוברים המתאימים לדגימה כזו (מקארתור ועמיתיו ^[9] ). זה נתון גדול פי 4 מנתוני קונסורציום ה- PGD של ESHRE.

דגימת תאי קומולוס

בנוסף לדגימת הגופיף הקוטבי או דגימת תאים מן העובר עצמו ניתן לבצע דגימה של תאי קומולוס (תאים בוגרים הדבוקים לביצית ומספקים לה תזונה). בין תאי הקומולוס לבין הביצית מתקיימות אינטראקציות מולקולריות ניתן לערוך בדיקה גנטית לתאים אלו כדי להעריך את איכות הביציות שהושגו ובעקיפין להעריך אם קיימות בהן בעיות כרומוזומליות כמו אנאפלואידיה התפתחות עתידית של עובר ותוצאות ההריון (אם יושג). ^[10]

טכניקות לאבחון גנטי

שיטות מ- "דור ראשון" הנמצאות בשימוש נרחב הן FISH ו- PCR. ב- PCR משתמשים לרוב כדי לאתר מחלות מונוגניות וב- FISH משתמשים לאיתור פגמים כרומוזומליים כמו שיקוף של אנאפלואידיה או טרנסלוקציה כרומוזומלית. בשנים האחרונות נוספו על שיטות אלו טגנולוגיות חדשות המשפרות את דיוק האיבחון ואת שלמותו.

FISH

שיטת היברידיזציה פלואורסצנטית באתר - מכונה בקיצור FISH (באנגלית: FISH - fluorescent in situ hybridization) - היא השיטה הנפוצה הביותר המיושמת לבדיקת מבנה הכרומוזומים של העובר. בניגוד ל קריוטיפ מלא ניתן להשתמש בכרומוזומים אמצעיים. התאים הנבדקים מקובעים על משטח זכוכית מיקרוסקופי בשילוב סמני DNA עם תרכובת כימית פלואורסנטית. התאים מקובעים על שבבי זכוכית מיקרוסקופיים ומשולבים עם חתיכות DNA חד גדילי - המשמשות כסמן.

קיימות כיום ערכות המכסות חלק רחב מהחלקים השונים של כל כרומוזום. אבל המגבלה על המצע הזרחני ( fluorochrome - (חומר מצע זרחני) מגביל את מספר האותות המוחזרים שאפשר לבדוק בו-זמנית.

מספר וסוג השבב שבו משתמשים מישתנה בהתאם לאזור הנבדק.