Alkioiden geeni- ja kromosomitutkimukset

1. Alkiodiagnostiikka
Eero Varila
Naistent. ja synn. erik.lääkäri
Lääketieteellinen johtaja
Dextra Lapsettomuusklinikka
Helsinki

2. PGS
Pre implantation genetic screening
Alkioiden kromosomiseulonta
PGD
Pre implantation genetic diagnosis
Tiedossa olevien kromosomi- ja
geenivirheiden diagnosoiminen

3. PGD + PGS, Hydroletalus
• 32 v.
• Yksi alkuvaiheen keskenmeno.
• Sen jälkeen kolme raskautta keskeytetty
13-14 rv:lla sikiön hydroletaluksen takia
Pariskunta: ”Ei enää yhtään raskautta jollei alkioita
voida tutkia etukäteen”

4. Hydroletalus
• Kuuluu suomalaiseen tautiperintöön
• Peittyvästi periytyvä: Molemmat vanhemmat
terveitä kantajia
• Lapsista 50% terveitä, 25% terveitä kantajia ja
25% sairaita
• Riski 1:20 000
• Suomessa 2-4 tapausta vuodessa

5. Tulokset
Alkio
no
HYLS-
mutaatio
Kromosomit
(aCGH)
Siirtokelpoisuus
1 kantaja aneuploidinen Kromosomivika, ei siirtokelpoinen
6 kantaja euploidinen Terve geenivirheen kantaja. Voidaan
siirtää
9 terve euploidinen Terve sekä geenien että kromosomien
osalta. Voidaan siirtää
10 Ei diagnoosia euploidinen Terve kromosomien osalta, mutta
geenivirheen mahdollisuus 25%
11 Ei diagnoosia aneuploidinen Kromosomivika, ei siirtokelpoinen

6. Synnytys
• Alkio # 9 (terve)
• Sulatus ja siirto 1/2014
• Synnytys 9/2014
• Alkio # 6
• terve HYLS-mutaation
kantaja), odottaa
toistaiseksi pakkasessa

7. First IVF baby born after new technique
to eliminate genetic disease
(Charcot-Marie-Tooth disease)
BioNews, London
Rachel Brown
Progress Educational Trust, 13 April 2015
“The first baby in Europe has been born following a new
IVF-based technique developed to prevent the inheritance of
genetic disease.
The screening technique, called karyomapping, is much faster
and is no more expensive than traditional PGD methods. It can
also be used to check that embryos have the correct number of
chromosomes.”

8. NGS, Next Generation Sequencing
- Yhdestä solusta mahdollista tutkia ihmisen kaikki kromosomit,
geenit ja mitokondriot
- NGS käytössä Dextra Lapsettomuusklinikalla v. 2014

9. ”IGENOMIX launches new mitochondrial
biomarker, indicator of embryo viability”
17 February, 2015
Mitochondrial DNA content as a viability score in human
euploid embryos: less is better.
Diez-Juan A1, Rubio C2, Marin C3, Martinez S3, Al-Asmar N4, Riboldi M5, Díaz-Gimeno
P6, Valbuena D3, Simón C7. Fertil Steril 2015
A high mtDNA copy number in euploid embryos is indicative of
lower embryo viability and implantation.
- Less is better!
mtDNA content Implantation rate %
< 18.19 81
18.19-24.15 50
24.15-50.58 62
50.58-60 18
>60 0

10. aCGH, array Comparative Genomic
Hybridization
• Voidaan analysoida ihmisen kaikki 24
erilaista kromosomia
 22 autosomaalista kromosomiparia sekä
sukupuolikromosomit X ja Y
Normaalit kromosomit (euploidia)

11. Trisomia 16
Monosomia 15
aCGH. Poikkeava kromosomimäärä

12. PGD, PGS, Dextra
• Periytyviä sairauksia
• Hydroletalus
• Retinoblastooma
• Dilatoiva kardiomyopatia
• Fragiili-X
• Kongenitaalinen nefroosi
• Hervan tauti
• ARPKD (munuaisten monirakkulasairaus)
• MECP2-duplikaatiosyndroma
• mtDNA:n depleetio syndrooma
• Toistuvia tuloksettomia IVF-hoitoja
• Toistuvia keskenmenoja
• Paremman raskausmahdollisuuden takia

13. IVF-hoito (in vitro fertilisation)

14. Näyte voidaan ottaa eri vaiheissa…
• Munasolu
• Polar body biopsy
• 3. pv:n alkio
• Blastomere biopsy
• Blastokysti
• Tropectoderm biopsy
• Blastocele biopsy

15. Technique aCGH aCGH SNP
Array
Day of Biopsy Day 3* Day 5* Day 5**
Fertility Clinics: 121 23 1
Cycles of PGD: 1089 433 130
Average Maternal Age: 37.0 37.0 37.8
# Embryos Biopsied: 8.3 6.4 5.9
% Euploid Embryos: 31% 49% 47%
Implantation Rate 39% 61% 65%
Pregnancies/Cycle 39% 50% 70%
Pregnancies/Transfer 54% 67% 87%
Munné, Curr Genomics, 2012
…mutta blastokystivaihe turvallisin ja
luotettavin

16. Munasolujen
keräys
Alkiodiagnostiikka
Blastokystiviljely
Trophectodermibiopsia
Näyte geenilaboratorioon
Alkion
pakastus
PGS / PGD
Hedelmöittäminen
(IVF tai ICSI)
Alkion sulatus ja
siirto kohtuun

17. Dextran käytäntö
 Kaikki alkiot viljellään blastokystivaiheeseen
 Näyte otetaan trophectodermisolukosta
 Alkiot pakastetaan vitrifioimalla (nestetyppi, -196 C)
 92-98% alkioista selviytyy sulatuksesta tuoreen
veroisina
 Raskaustulokset > 70%

18. Alkiotutkimuksen merkitys

19. Perinnölliset sairaudet
• Henkisesti rankkoja
• Keskenmenoja, keskeytyksiä, sikiön ja
vastasyntyneen kuolemia
• Vaikeita kehityshäiriöitä
• Mediuutiset 2014: Suomen toiseksi kallein
hoito v. 2013
”Vastasyntyneen kongenitaalisen nefroosin hoito on
tullut maksamaan kuuden ensimmäisen kuukauden
aikana 600.000 euroa. Hoito jatkuu ja ainoa
parantava hoito on munuaisen siirto, jos sellaiseen
koskaan päästään.”

20. 21.12.2015 20
THL 2014: Hedelmöityshoidoista syntyneet lapset 2001–2013
Hedelmöityshoitojen tulokset pysyneet
ennallaan yli 15 vuoden ajan

21. • Vain joka viides alkion siirto (21,9%) johtaa synnytykseen
•
Paljon pettymyksiä
THL, Hedelmöityshoitotilastot 2014

22. • Joka kolmas jättää hoidot kesken pettymysten
vuoksi
Paula Kuivasaari-Pirinen 2013
Tuloksettomat hoidot henkisesti
rankkoja…

23. K.P. 27 v.
Alkio no NGS Siirtokelpoisuus
1 Normaali Kyllä
3 Deleetio 2, monosomia 7, trisomia 14 ja 20 Ei
7 Trisomia 20 ja 21 Ei
9 Monosomia 22 Ei
14 Normaali Kyllä

24. Miksi tulokset eivät ole paremmat?
Poikkeavista munasoluista tulee poikkeavia alkioita
BlueGnome, Cambridge, UK

25. Selection of single blastocysts for fresh transfer via
standard morpholgy assessment alone with array CGH for
good prognosis IVF patients
Morphology alone
(n 55)
Morphology + a-
CGH(n 48)
Ikä 31,5 31,2
Alkioiden määrä 8,1 8,3
• Nuoria, hyvän ennusteen potilaita
• Ensimmäinen koeputkihedelmöityshoito
• Yhden alkion siirto
• Randomoitu tutkimus
Yang et al. Mol Cytogenet 2012

26. Morphology alone Morphology + a-CGH
Raskauksia 22/48 (45,8%) 39/55 (70,9%)
Keskenmenoja 2 (9,1%) 1 (2,6%)
Jatkuva raskaus
(> 20 viikkoa)
20 (41,7%) 38 (69,1%)
Tulokset
Yang et al. Mol Cytogenet 2012

27. Poikkeavia alkioita 45%
Yang et al. Mol Cytogenet 2012
PGS N = 425 (%)
Ei signaalia 8 (1,9%)
Poikkeavia kromosomeja 191 (44,9%)
Single chromosome gain (trisomy) 40 (20,9)
Single chromosome loss (monosomy)* 68 (35,6)
Dual chromosomal abnormality* 55 (28,8) 79,1%
Complex chromosomal abnormality* 28 (14,7)
*) Valtaosa monosomisista tai useiden kromosomien suhteen poikkeavista
alkioista ei kykene kehittymään pitemmälle tai korkeintaan johtaa varhaiseen
keskenmenoon.

28. Most loss of implantation is caused
by chromosome abnormalities
Reprogenetics data: 96 centers, >3500 cycles, >19,000 blastocysts analyzed by aCGH to 9/2013
Santiago Munné 2014
0 %
10 %
20 %
30 %
40 %
50 %
60 %
70 %
80 %
90 %
100 %
<35 35-37 38-40 41-42
% euploid no impl
% euploid implant
% aneuploid

29. Alkiotutkimuksen avulla hyvät
tulokset iästä riippumatta, kun
siirretään terve alkio
Harton et al Fertil Steril 2013

30. …ja vähemmän keskenmenoja
Harton et al. Fertil Steril 2013

31. Alkiotutkimuksen edellytykset
• Klinikka
• Perusasioiden oltava kunnossa
 Alkiotutkimus ei tee huonosta klinikasta hyvää!
• Tarpeeksi iso
 investoinnit, riittävästi henkilökuntaa
• Solulaboratorio
• Korkeat laatuvaatimukset, puhdastila, laser-
biopsia, blc-viljely, vitrifikaatio
• Ammattitaitoinen henkilökunta
• Biologit, geneetikot, hoitajat, lääkärit
• Potilas
• Huolellinen informointi
• Riittävästi blastokystejä

32. Alkiotutkimuksen merkitys
• Paremmat tulokset
• 30-40%  70-80%
• Periytyvien sairauksien ehkäiseminen
• Ei tehdä turhia siirtoja ja pakastuksia
• Henkisesti merkittävä asia
• Kustannussäästö sekä potilaalle että
yhteiskunnalle
• Vähemmän monisikiöisiä raskauksia
• Alkion valinta tarkentuu – enemmän yhden
alkion siirtoja

33. Eettiset seikat
• Vältetään tekemästä tuloksettomia hoitoja.
• Pyritään välttämään keskenmenoja ja sikiön
vakavasta kehityshäiriöstä johtuvia raskauden
keskeytyksiä ja sikiökuolemia ja sairauksia.
• Ei tehdä ”design”-lapsia.
• Hedelmöityshoitolaki 5§:
• Syntyvän lapsen terveyteen voidaan vaikuttaa valikoimalla
vakavan sairauden kannalta terveiksi todettuja sukusoluja
tai alkioita.

34. Kustannukset
IVF-hoito 2500
Biopsia, lähetys, pakastus 1250
PGS 1500-2000
Alkion sulatus ja siirto 860
6110-6610 e
PGD-lisä 2000-3000 e

35. Dextra Lapsettomuusklinikka
• Noora Sirkkanen
• Karoliina Klavér
• Nina Lahdenpohja
• Heli Waldén
• Miia Kaistamaa
• Niklas Simberg
• Eero Varila
• Sanna Uotila
• Henna Oksanen
• Annika Tulenheimo-Silfvast
• Marika Mikola
• Sirpa Ala-Mello
• Konsultoiva perinnöllisyys-
lääkäri
• Elisa Rinta-Lusa
• Merja Sorsa
Solulaboratorio
Lääkärit ja hoitajat • Sini-Mari Paajanen
• Taija Kuusanmäki
• Agneta Nystrand