This document provides an overview of preimplantation genetic testing (PGT). It discusses the history and development of PGT, important terms, current techniques used like embryo biopsy and genetic analysis, indications for PGT including PGD and PGS, challenges and risks of PGT, and the future of the field. The techniques section describes the process of embryo biopsy and different genetic analysis methods like PCR, FISH, and microarrays.
Dr. Laxmi Shrikhande is a leading fertility expert in India. She has held numerous leadership positions in national obstetrics and gynecology societies. Some of her accomplishments include receiving awards for women's health, publishing over 30 papers nationally and internationally, and conducting health programs that have reached over 25,000 women and girls. She is the Medical Director of Shrikhande Fertility Clinic in Nagpur, India.
Insight into AZF region of y chromosome and male infertility Shalaka Chitale
1) The study analyzed 120 patients with azoospermia or severe oligospermia to evaluate the relationship between AZF microdeletions and male infertility. 2) 64% of microdeletions were located in the AZFc locus, while 20% were AZFb+c deletions and 13% were AZFb deletions. 3) AZFb deletions cause spermatogenic arrest, while AZFc deletions result in a variable phenotype ranging from hypospermatogenesis to Sertoli cell-only syndrome. Reproductive hormone levels alone cannot determine AZF microdeletions.
HOX genes act as transcription factors which regulate embryonic development. They are a subgroup of the homeobox. In the human genome there are 39 HOX genes in four chromosomal clusters. Spatial collinearity, posterior prevalence, and temporal collinearity are the three principals that HOX genes express and control the development process. In cells, HOX proteins play a major role in apoptosis, cell proliferation, and receptor signaling. In cancers, HOX genes act as transcriptional repressors and also transcriptional activators. Three principals of HOX genes deregulation in cancers are classified as temporospatial deregulation, epigenetic deregulation, and gene dominance. HOX genes are altered by overexpression, methylation of the promoter and downregulation and change their expression patterns in cancers. Altered expression of HOX genes are a cause for lung carcinoma, ovarian carcinoma, prostate carcinoma, and breast carcinoma etc. miRNAs and ncRNAs are also important in the regulation of the gene expression of the HOX genes and altered amounts of miRNAs and ncRNAs can lead to cancers. Some HOX genes have been investigated as biomarkers in cancer conditions.
Preimplantation genetic diagnosis (PGD) is a technique used to analyze embryos created through in vitro fertilization for genetic defects before implantation. It can be used for couples at high risk of passing on genetic diseases or chromosomal abnormalities to screen embryos. The procedure involves fertilizing eggs in vitro, then performing a biopsy at either the polar body, cleavage, or blastocyst stage to extract cells for analysis using techniques like polymerase chain reaction, fluorescence in situ hybridization, or comparative genomic hybridization to detect mutations or chromosomal abnormalities. Only healthy, unaffected embryos are selected for implantation in order to avoid transmitting genetic diseases or chromosomal defects.
Whole exome sequencing data analysis.pptxHaibo Liu
Whole exome sequencing (WES) selectively sequences the transcribed regions of the genome, providing a cost-effective alternative to whole genome sequencing. It produces a smaller, more manageable dataset for analysis. Key steps in WES data analysis include quality control of raw sequencing data, alignment of reads to a reference genome, variant calling, annotation of variants, and filtering of variants. Critical quality metrics are assessed at each step to ensure high quality data and accurate detection of variants.
This document provides an overview of preimplantation genetic testing (PGT). It discusses the history and development of PGT, important terms, current techniques used like embryo biopsy and genetic analysis, indications for PGT including PGD and PGS, challenges and risks of PGT, and the future of the field. The techniques section describes the process of embryo biopsy and different genetic analysis methods like PCR, FISH, and microarrays.
Dr. Laxmi Shrikhande is a leading fertility expert in India. She has held numerous leadership positions in national obstetrics and gynecology societies. Some of her accomplishments include receiving awards for women's health, publishing over 30 papers nationally and internationally, and conducting health programs that have reached over 25,000 women and girls. She is the Medical Director of Shrikhande Fertility Clinic in Nagpur, India.
Insight into AZF region of y chromosome and male infertility Shalaka Chitale
1) The study analyzed 120 patients with azoospermia or severe oligospermia to evaluate the relationship between AZF microdeletions and male infertility. 2) 64% of microdeletions were located in the AZFc locus, while 20% were AZFb+c deletions and 13% were AZFb deletions. 3) AZFb deletions cause spermatogenic arrest, while AZFc deletions result in a variable phenotype ranging from hypospermatogenesis to Sertoli cell-only syndrome. Reproductive hormone levels alone cannot determine AZF microdeletions.
HOX genes act as transcription factors which regulate embryonic development. They are a subgroup of the homeobox. In the human genome there are 39 HOX genes in four chromosomal clusters. Spatial collinearity, posterior prevalence, and temporal collinearity are the three principals that HOX genes express and control the development process. In cells, HOX proteins play a major role in apoptosis, cell proliferation, and receptor signaling. In cancers, HOX genes act as transcriptional repressors and also transcriptional activators. Three principals of HOX genes deregulation in cancers are classified as temporospatial deregulation, epigenetic deregulation, and gene dominance. HOX genes are altered by overexpression, methylation of the promoter and downregulation and change their expression patterns in cancers. Altered expression of HOX genes are a cause for lung carcinoma, ovarian carcinoma, prostate carcinoma, and breast carcinoma etc. miRNAs and ncRNAs are also important in the regulation of the gene expression of the HOX genes and altered amounts of miRNAs and ncRNAs can lead to cancers. Some HOX genes have been investigated as biomarkers in cancer conditions.
Preimplantation genetic diagnosis (PGD) is a technique used to analyze embryos created through in vitro fertilization for genetic defects before implantation. It can be used for couples at high risk of passing on genetic diseases or chromosomal abnormalities to screen embryos. The procedure involves fertilizing eggs in vitro, then performing a biopsy at either the polar body, cleavage, or blastocyst stage to extract cells for analysis using techniques like polymerase chain reaction, fluorescence in situ hybridization, or comparative genomic hybridization to detect mutations or chromosomal abnormalities. Only healthy, unaffected embryos are selected for implantation in order to avoid transmitting genetic diseases or chromosomal defects.
Whole exome sequencing data analysis.pptxHaibo Liu
Whole exome sequencing (WES) selectively sequences the transcribed regions of the genome, providing a cost-effective alternative to whole genome sequencing. It produces a smaller, more manageable dataset for analysis. Key steps in WES data analysis include quality control of raw sequencing data, alignment of reads to a reference genome, variant calling, annotation of variants, and filtering of variants. Critical quality metrics are assessed at each step to ensure high quality data and accurate detection of variants.
5. İnsan Genetik Varyasyonlarının Sınıflandırılması
Tüm varyasyonların
% 90’ı
Tüm varyasyonların %
10’u
(yapısal varyantlar)
Nükleotid Substitüsyonları (SNPs)
Tekrar dizileri
İnsersiyon/delesyon varyantları
Blok substitüsyonlar
İnversiyon varyantları
Kopya sayısı varyantları (CNVs)
Genomda 300 bp de bir nükleotid polimorfiktir. Halen 12 milyon SNP
tanımlanmıştır.
Genelde iki formda olur (A ya da G; C yada T gibi).
Single nucleotide
polimorfizm (SNPs) ;
Kopya sayısı varyantları
(CNVs);
Referans genomla kıyaslandığında, farklı sayıda bulunan, boyutu 1 kb veya daha fazla olan
DNA segmentlerine Kopya Sayısı Varyasyonu (CNV) denir. Genomda, delesyon ve
duplikasyon biçiminde gözlenen polimorfik yapılardır.
6. Patojenik olarak tanımlanmış değişimler
Zararsız (benign) olarak tanımlanmış
değişimler
Klinik anlamı henüz kesin olarak bilinmeyen
(Variants of uncertain significance -VOUS)
değişimler
10. Targeted: Subtelomerik ve perisentromerik bölgelerle, bilinen delesyon ve
duplikasyonlar
Subtelomerik ve perisentromerik bölgeler güçlendirildi, “targeted” bölgelerin dışına
ek proplar ilave edildi.
Tüm genomu kapsar.
11. Array çözünülürlüğü 15.000-4.200.000 prop
arasında değişmektedir.
Tanısal gücü maksimize eden ve VOUS olasılığını
minimize eden optimum filtre kullanılmalıdır (400
kb)
12. 2.1 kb da bir prob 5.3 kb da bir prob 13 kb da bir prob 41 kb da bir prob)
1100 USD 910 USD 500 USD 350 USD
13. Normal karyotipli MKA/MR olgularında a-CGH
katkısı: ~%10-17
Postnatal etkilenmiş bireylerde;
de novo dengeli yeniden düzenlenmelerdeki
katkısı: ~%40
Kırık noktalarından bağımsız bölgelerde genomik
dengesizlik: ~%20
14. Ultrasonografi ile saptanan fetal
anomalilerde geleneksel karyotipleme
ile anormal sonuç elde etme sıklığı %8-
%35 arasında değişir (Faas et al., 2010;
Kleeman et al., 2009; Valduga et al., 2010).
16. 135 yayından sekizi metaanalize alındı.
a-CGH ile ek kromozom anomalisi (patojenik ve yüksek
olasılıkla patojenikler )
Tüm endikasyon gruplarında: %3.6
Konjenital anomalilerde: %5.2
Henüz yapısal anomalilerin alt gruplarında sonuç vermek
mümkün değil (Altı çalışmada kardiyak anomaliler (n=88),
artmış NT-NIHF olguları (n=82) ve MSS anomalileri (n=60) ön
planda)
Soft “marker” ları özellikle değerlendiren çalışma yok. Sadece
Tyreman ve ark. ları “multiple soft markers” lı olguların
kapsandığını belirtiyorlar.
18. USG bulgusu toplam Array-normal Array-patolojik Array-şüpheli
Çoklu sistem
anomalileri 579 492 (%85) 58 (%10) 29 (%5)
Çoklu sistem +
yapısal olmayan
anomaliler
229 196 (85.6) 19 (%8.3) 14 (%6.1)
Tek sistem
anomalileri
1519 1370 (%90.2) 81 (%5.3) 68 (%4.5)
Tek sistem + yapısal
olmayan anomaliler
254 220 (%86.6) 18(%7.1) 16 (%6.3)
İzole
poli/oligohidramnios
9 6 (%66.7) 1 (%11.1) 2 (%22.2)
İzole IUGG 76 74 (%97.4) 2(%2.6) 0
Tek marker 59 55 (%93.2) 2(%3.4) 2(%3.4)
Çoklu marker 18 17 (%94.4) 0 1(%5.6)
Toplam 2858 2534 (%88.7) 186 (%6.5) 138 (%4.8)
Schaffer LG, et al, 2012;Prenat Diagn, 32, 1-10
İzole ya da MKA bulgusu olarak en çok array-patolojik anomaliler: HPE (%10.6), posterior
fossa an. (%14.6), iskelet (%10.7), VSD (%10.6), HLHS (%16.2), yarık dudak/damak (%10.3)
19. Wapner R, ISCA (International Standarts for Cytogenomic Arrays)
2012 Mikroarray Çalışma Sonuçları;
Anomaliler Kromozom n Array
tanıyabilir
Array
tanıyamaz
Anöploidiler
(tri 21,18,13,X,Y ve 45,X) 374 374 0
Diğer anomaliler 82 24 58 (%1.4)
Dengeli yapısal 40 0 40
Dengesiz yapısal 22 22 0
Marker kromozom
3 2
1
heterokromatin
Triploidi
17 0
17
(7 si SNP array ile
tanınabilirdi
4391 olgudan 51 olguda array sonuçsuz, başarı %98,8
4282 nonmozaik karyotip ve 58 mozaik karyotip
20. ULTRASON AÇIKLAMA KAPSADIĞI GENLER
CCA, serebellar hipoplazi 16p13p12.3 de 2 MB
duplikasyon
NOMO1,MPV17L, NDE1,
MYH11,ABCC6, XYLT1
Holoprozensefali,
mikrosefali
7q 36 (ter) 11 MB
delesyon, 9p24.3p21.3 de
19 MB duplikasyon
SHH , VLDLR, GLIS3
Subaraknoid mesafede
genişleme, polihidramniyos
9q34.3 de 2 MB delesyon EHMT1 Kleefstra
Sendromu
Serebellar hipoplazi ,
rocker bottom ayak, TR,
TUA, NT:6,8
5p15.33p15.2 de 12 Mb
delesyon 12p13.3p12.3 de
17 Mb duplikasyon
TOPLAM 293 GEN.
(CTNND2, PTPRO, LTBR,
ETV6, PEX5)
Fetal ultrasonografide bir ya da birden fazla majör anomali,
kromozom analizi normal olgularda microarray ile saptanan
ilave anomali oranı %3.11 (10/322)
21. ULTRASON AÇIKLAMA KAPSADIĞI GENLER
Bilateral ventrikülomegali,
Polihidroamniyos, NT:5,6
9q33.2q33.3 de 1,6 MB
delesyon
LHX2,RAPGAP1, GPR21,
PDCL, ZBTB6
İUGR, Hİ, hiperekojen
böbrek, duplikasyon kisti ?
17q12 de 1.5 Mb delesyon HNF1beta, LHX1,ACACA
Septalı kistik higroma 9q31.3q33.1 de 7 Mb
delesyon
68 GEN (MUSK)
Mikropenis?,
ventrikülomegali,
pelvikaliektazi + (KAH’lı
çocuk öyküsü
1p36.33p36.22 de 9 Mb
delesyon ve 16p11.3 de 1,5
Mb duplikasyon
1p36 mikrodelesyon
sendromu (DVL1)
Skafosefali + fasiyal
dismorfizm
16p13p12.3 de 1,5 Mb
delesyon mat
MPV17L, NDE1, MYH11,
ABCC6, XYLT1
Bilateral mikroftalmi,
hipotelorizm
3q26.33 bandında 346 Kb
lık delesyon
Mikroftalmi ile ilişkili
SOX2 genini kapsayan
delesyon
22. Dengeli yeniden düzenlenmeleri (translokasyon,
inversiyon, insersiyon) gösteremez.
Düşük oranlı mozaisizmleri gösteremez.
Marker kromozomlar her zaman açıklanamaz.
(Sentromerik bölgelerde prob yoktur.)
Triploidilerin tanısı koyulamaz.
Delesyon ya da duplikasyonun parental bir taşıyıcılık
ürünü olup olmadığı ancak parental karyotipleme
ile mümkündür.
23. Tıbbi özgeçmiş ve aile ağacı alınmalıdır.
Testin amacı, avantajları ve sınırlılıkları
anlatılmalıdır.
Testin olası sonuçları ve bu sonuçların bir
bölümünün (VOUS grubu) net olmayabileceği
açıklanmalıdır.
de novo ya da kalıtılan VOUS grubu sonuçların yanısıra,
İleri yıllarda bulgu verebilecek bazı sağlık sorunları ile ilgili
talep edilmeyen sonuçların karşımızı çıkabileceği
açıklanmalıdır.
Parental kan örnekleri prenatal örnekle birlikte
alınması önerilmektedir.
24. ACOG (2009; Obstet and Gynecol, 114:5,1161-1163)
SIGU çalışma grubu (2012;Ultrasound Obstet Gynecol, 39:384-388)
1) Konvensiyonel karyotipin yerini almaması gerektiği,
2) Tüm gebeliklerde genel tarama için değil seçilmiş gebeliklerde özel tanı amacıyla
kullanılması gerektiğini,
3) Prenatal tanıda özel endikasyonlarda;
i) izole veya multiple USG anomalisi saptanan gebelikler
ii) karyotip analizinde dengeli bile görünse de novo yapısal kromozom anomalilerinde
iii) marker kromozomların karakterizasyonunda tamamlayıcı ikinci bir test olarak
kullanılmasını önermektedir
4) “Hedefe yönelik array” testi öncesinde ve sonrasında verilecek danışmalarla, anne
babalar a-CGH in tüm patolojileri yakalayamayabileceği ve a-CGH sonuçlarının
yorumunun zor olabileceği konusunda bilgilendirilmeli
5) Array faydalı bir test olmakla birlikte, ilave çalışmalar (parental testler,
konfirmasyonlar) gerekebilir ve maliyet artar
25. Tek ya da multipl konjenital anomalili fetuslarda
geleneksel kromozom analizinin normal sonuçlanması
durumunda a-CGH analizi önerilmelidir.
Artmış NT grubunda (>3.5mm) geleneksel kromozom
analizinin normal sonuçlanması durumunda a-CGH
analizi önerilmelidir.
Fetusta geleneksel kromozom analizi ile dengeli yapısal
yeniden düzenlemeler elde edildiğinde, a-CGH analizi
önerilmelidir.
Ailelere a-CGH analizi ilgili ön danışma verilmelidir.
