Øg succesraten for fertilitetsklinikker i IVF-behandlinger
En af de primære årsager til implantationssvigt og spontan abort, er et unormalt antal kromosomer (aneuploidi). Aneuploidi er almindeligt i menneskelige, befrugtede æg og bliver hyppigere med alderen. I gennemsnit vil en kvinde på 40 år have en aneuploidi-forekomst på mere end 50%, mens en kvinde på 44 år har en forekomsten på næsten 80% [1].
Desværre er aneuploide æg ikke til at skelne fra euploide (sunde) æg hverken i morfologi eller udviklingshastighed, hvilket gør dem svære at spore med konventionelle metoder [2]. Da overførsel af aneuploide æg negativt påvirker en mulig graviditet, er det vigtigt at opdage aneuploidi med nye metoder under IVF-behandling.
Figur 1. Forekomsten af kromosomafvigelser I blastocyster som funktion af kvindens alder. Uniform aneuploidi beskriver tilfælde, hvor kromosomafvigelser forekommer i alle blastocystens celler. High degree mosaicism beskriver tilfælde, hvor 50-70% af blastocystens celler har kromosomafvigelser. Low degree mosaicism beskriver tilfælde, hvor 30-50% af blastocystens celler har kromsomoafvigelser. Segmental aneuplodi beskriver tilfælde, hvor et segment på >10mb mangler eller er kommet til. (Modificeret fra: Navarro-Sánchez et al., 2022).
niPGT-A analysen bliver mere effektiv, jo ældre kvinden i IVF-behandling bliver. Ifølge data fra 2018 National Summary Report, er PGT-analysen mest effektiv hos kvinder over 38 år [5]. Vi anbefaler dog niPGT-A til alle, der gennemgår IVF-behandling, for at reducere antallet af behandlinger, der er nødvendige for en vellykket graviditet, ved at prioritere kromosomalt sunde befrugtede æg.
niPGT-A øger chancen for en vellykket implantation. En af de primære årsager til implantationssvigt og spontan abort er et unormalt antal kromosomer (aneuploidi). Aneuploidi er almindeligt i menneskelige, befrugtede æg og bliver hyppigere med alderen. niPGT-A kan bestemme antallet af kromosomer, hvilket hjælper læger med bedre at udvælge befrugtede æg til implantation i moderens livmoder.
Kønsidentifikation af et befrugtet æg ved hjælp af en niPGT-A analysen kan blive påvirket af moderens kontaminering af prøven eller kontaminering med prøveopsamlingsceller. Amplexa Genetics understreger derfor, at kønsidentifikation af et befrugtet æg ved hjælp af niPGT-A analyse ikke bør betragtes som den bedste vurdering og altid bør bekræftes ved andre metoder.
Når en klinik udfører en IVF-behandling, vil de holde det befrugtede æg i en væske, indtil det er klar til at blive overført til moderen. Under udviklingen af det befrugtede æg i væsken frigiver de befrugtede æg naturligt DNA til væsken. Efter dag 5 eller 6 af udviklingen, er det befrugtede æg normalt klar til behandling. På dette tidspunkt samler klinikken væsken, der indeholder frit DNA, og sender det til Amplexa Genetics til analyse.
Den mest almindelige metode, som klinikker bruger til at opdage aneuploidi, er præimplantationsgenetisk testning for aneuploidi (PGT-A). PGT-A kan øge chancen for en vellykket graviditet ved at prioritere blastocyster (befrugtede æg) med de bedste kromosomprofiler. I konventionel PGT-A tages en biopsi af blastocysten (trophectoderm) under udviklingen, og embryonalt DNA udvindes fra trophoblastcellerne. Denne biopsi kan dog potentielt skade blastocysterne og repræsenterer kun kromosomtallet i det specifikke trophectodermområde og ikke selve embryoet [3]. Desuden er prøven tilbøjelig til celle-specifik bias på grund af mosaikisme og kan potentielt bidrage til falske positive og/eller falske negative indikationer af ploidistatus. Der er imidlertid udviklet et non-invasivt alternativ til trophectodermbiopsien. Det blev opdaget, at blastocyster udskiller cfDNA i kulturmediet, hvor de dyrkes. Brug af dette cfDNA som basis for en non-invasiv PGT-A (niPGT-A) tilgang har vist sig at være meget effektiv i IVF-behandling. Dette cfDNA har vist sig at være lige så repræsentativt for det faktiske embryo som DNA’et opnået fra trophectodermbiopsien. Oprindelsen af cfDNA repræsenterer med stor sandsynlighed både den indre cellemasse og trophectoderm [4]. niPGT-A tilbyder et risikofrit alternativ til traditionel PGT-A med høj overensstemmelse med trophectodermbiopsier, indre cellemasse og hele blastocysten. Grundlaget for analysen er spent culture medium (SCM) fra den traditionelle dyrkning af blastocyster i IVF-klinikker. Da SCM opsamles og kasseres ved vitrificering af blastocysterne, er implementeringen af niPGT-A i den eksisterende arbejdsgang næsten praktisk umærkelig.
Da aneuploidifrekvensen stiger markant med moderens alder, bliver en niPGT-A analyse mere effektiv, jo ældre patienten bliver. Ifølge data fra 2018 National Summary Report er PGT-analyse mest effektiv hos kvinder over 38 år [5]. Vi anbefaler dog niPGT-A til alle, der gennemgår IVF-behandling, for at reducere antallet af behandlinger, der er nødvendige for en vellykket graviditet, ved at prioritere kromosomalt sunde embryoner.
De seneste undersøgelser af overensstemmelsesraten for niPGT-A sammenlignet med PGT-A har vist gode resultater. En del af forbedringen skyldes fjernelsen af moderens kontaminering i form af cumulus-celler. Derudover har det vist sig, at den mest optimale koncentration af cfDNA i SCM findes på dag 5 af blastocystvækst. Når disse faktorer tages i betragtning, har niPGT-A vist sig at have højere overensstemmelsesrater for embryoploidi end PGT-A (94% vs 82%) [6].
Figur 2. Kromosomprofiler baseret på hhv. cfDNA fra spent culture medium (SCM) og DNA udvundet fra hele blastocysten. Hver kolonne repræsenterer den samme blastocyst, først testet med niPGT-A på SCM og derefter med en almindelig PGT-A på hele blastocysten i stedet for en trophectodermbiopsi. Hele blastocysten repræsenterer den ideelle kromosomprofil, da den er baseret på den samlede genetiske profil af den indre cellemasse og trophectoderm. Vores resultater viser, at niPGT-A baseret på cfDNA fra SCM har høj overensstemmelse med hele blastocysten. Blastocyst 1 har en trisomi på kromosom 2, Blastocyst 2 mangler et kromosom 15, og Blastocyst 3 har en sund kromosomprofil.
For at opnå de bedste resultater fra en niPGT-A, anbefaler vi følgende trin under blastocystvækst:
Fjernelse af moderens cumulus-celler: For at undgå moderens DNA-kontaminering af prøven er det vigtigt at fjerne eventuelle cumulus-celler, før oocytten (det ubefrugtede æg) placeres i vækstmediet. Det kan fjernes kemisk eller med en 135 µm denudationsnål.
Cellevask: For at sikre, at der ikke er rester af moderens DNA, anbefaler vi at vaske oocytterne grundigt efter denudation og overføre dem til nye vækstbakker i 20µl dråber.
Prøvemængde: For at få tilstrækkeligt cfDNA i mediet, anbefaler vi også, at blastocysterne er blevet dyrket i det nævnte medium i mindst 24 timer. Der kræves mindst 6µl SCM til niPGT-A, og det anbefales at samle så meget SCM som muligt.
[1] L. Navarro-Sánchez, C.García-Pascual, C. Rubio, and C. Simón, “Non-invasive preimplantation genetictesting for aneuploidies: an update,” Reproductive BioMedicine Online,Jan. 2022, doi: 10.1016/j.rbmo.2022.01.012.
[2] A. Capalbo et al.,“Correlation between standard blastocyst morphology, euploidy and implantation: An observational study in two centers involving 956 screened blastocysts,” HumanReproduction, vol. 29, no. 6, pp. 1173–1181, 2014, doi:10.1093/humrep/deu033.
[3] H. F. Chen, M. Chen, and H. N. Ho, “An overview of the current and emerging platforms for preimplantation genetic testing for aneuploidies (PGT-A) in in Vitro fertilization programs,” Taiwanese Journal of Obstetrics and Gynecology, vol. 59, no. 4. Elsevier Ltd, pp. 489–495, Jul. 01, 2020. doi:10.1016/j.tjog.2020.05.004.
[4] M. Vera-Rodriguez et al., “Origin and composition of cell-free DNA in spent medium from human embryo culture during preimplantation development,” Human Reproduction, vol. 33, no. 4, pp. 745–756, Apr. 2018, doi: 10.1093/humrep/dey028.
[5] “2018 data reported by National Summary Report,”
https://www.sartcorsonline.com/rptCSR_PublicMultYear.aspx
[6] L. Huang, B. Bogale, Y.Tang, S. Lu, X. S. Xie, and C. Racowsky, “Noninvasive preimplantation genetic testing for aneuploidy in spent medium may be more reliable than trophectoderm biopsy,” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 116, no. 28, pp. 14105–14112, 2019, doi:10.1073/pnas.1907472116.