Գիտնականներն արտամարմնային բեղմնավորման դեպքում ռիսկերի նվազեցման նոր միջոց են առաջարկել

Սիբիրցի գիտնականները մեթոդ են մշակել, որը թույլ է տալիս զարգացման էմբրիոնալ փուլում հայտնաբերել այն մուտացիաները, որոնք պատասխանատու են խանգարումներով սեռական բջիջների ձևավորման համար։

Թեստավորման այս եղանակի կիրառմամբ հնարավոր կդառնա արտամարմնային բեղմնավորման (ԷԿՈ) համար ընտրել առավել հեռանկարային էմբրիոնները և բացահայտել խանգարումներն այն զույգերի մոտ, որոնք չեն կարողանում երեխա ունենալ։ Հետագայում հետազոտությունը կօգնի նվազեցնել վերարտադրողական խնդիրները հաջորդ սերունդների մոտ։

ԷԿՈ-ի ընթացքում իրականացվող նախաիմպլանտացիոն գենետիկական թեստավորման գոյություն ունեցող մեթոդները թույլ են տալիս տեղափոխման համար ընտրել լավագույն էմբրիոնները, տեցեկացնում է «Научная Россия»-ն։ Սակայն դրանք հիմնականում վերլուծում են անեուպլոիդիայի՝ բջջում քրոմոսոմների թվի փոփոխության առկայությունը։ Առողջ մարդն ունի 46 քրոմոսոմ՝ 23-ական յուրաքանչյուր ծնողից։ Բնականոն վիճակում դրանք բաշխված են զույգերով, որտեղ մեկ քրոմոսոմը ժառանգված է հորից, իսկ մյուսը՝ մորից։

Անեուպլոիդիայի դեպքում որոշ գեներ կարող են կորչել կամ կրկնապատկվել, ինչը հանգեցնում է երեխայի զարգացման խանգարման, առողջական խնդիրների և գենետիկական հիվանդությունների։ Խանգարումներն առաջանում են հիմնականում սեռական բջիջների բաժանման ժամանակ, իսկ դրանց հաճախականությունը մեծանում է մոր տարիքի հետ։

Սակայն հնարավոր են նաև այլ քրոմոսոմային անոմալիաներ՝ հավասարակշռված տրանսլոկացիաներ։ Առանձին դեպքերում ԴՆԹ-ի ներսում առաջանում է խզում, որը վերականգնվում է խանգարումներով. մի քրոմոսոմի հատվածը կարող է տեղերով փոխվել մեկ այլ զույգի քրոմոսոմի հատվածի հետ։ Այսպիսով, գենետիկական նյութի քանակը պահպանվում է, սակայն խախտվում է դրա բնական կառուցվածքը։ Հավասարակշռված վերակառուցումները նույն հաճախականությամբ կարող են առաջանալ և՛ տղամարդկանց, և՛ կանանց մոտ, ապա փոխանցվել հաջորդ սերնդին։

Ի տարբերություն անեուպլոիդիայի՝ հավասարակշռված տրանսլոկացիաները չեն կարող հայտնաբերվել ԷԿՈ կլինիկաներում կիրառվող սովորական նախաիմպլանտացիոն գենետիկական թեստավորման շրջանակում։ Հետևաբար, պահպանվում է ախտաբանությունը երեխային փոխանցելու ռիսկը, որն ապագայում, ինչպես և ծնողները, կարող է ունենալ վերարտադրողական խնդիրներ։ Նախկինում հավասարակշռված տրանսլոկացիաները հնարավոր էր հայտնաբերել միայն ծնողների լրացուցիչ հետազոտությունների միջոցով։ Սակայն դրանք թանկարժեք մեթոդներ են, ուստի պրակտիկայում հազվադեպ են կիրառվում։

Գիտնականները ստեղծել են էմբրիոնների գենետիկական վերլուծության մեթոդիկա, որն ընդունակ է հայտնաբերել հավասարակշռված տրանսլոկացիաները։ Այն հիմնված է Hi-C տեխնոլոգիայի վրա. 2009 թվականին մշակված այս մեթոդը թույլ է տալիս ուսումնասիրել բջջի կորիզում ԴՆԹ-ի եռաչափ կառուցվածքը՝ որոշելով, թե գենոմի որ հատվածներն են ֆիզիկապես փոխազդում միմյանց հետ։ Այսպես հնարավոր է բացահայտել քրոմոսոմների կառուցվածքային խանգարումները։ Նախկինում մասնագետները քրոմոսոմային վերակառուցումների որոնումն իրականացնում էին Hi-C մեթոդով՝ օգտագործելով մեծ քանակությամբ բջիջներ պարունակող նյութեր, օրինակ՝ վերլուծելով արյան բջիջները։

Սիբիրցի գիտնականներն աշխարհում առաջինն են մշակել զարգացման վաղ փուլերում էմբրիոնների ուսումնասիրման մեթոդը՝ օգտագործելով սահմանափակ քանակությամբ՝ միջինում հինգից տասը բջիջ։

Գիտնականները վերլուծում են, թե որքան հաճախ են ԴՆԹ-ի տարբեր հատվածները շփվում միմյանց հետ. այս տեղեկությունը թույլ է տալիս հասկանալ՝ արդյոք կան շփումների մեծացած հաճախականություններ տարբեր քրոմոսոմների միջև, ինչը կարող է մատնանշել էմբրիոնի մոտ առկա վերակառուցումները։

«Մեր մեթոդի առավելությունն այն է, որ վերակառուցումը հայտնաբերելու համար մեզ անհրաժեշտ չէ տեղեկություն ծնողների քրոմոսոմային կարգավիճակի մասին՝ ի տարբերություն գոյություն ունեցող թանկարժեք և ժամանակատար մեթոդների, որոնք հիմնված են ծնողի վերակառուցման կառուցվածքի մանրամասն վերլուծության վրա։ Ավելին, մեր հետազոտության ընտրանքում ներառվել են մեկ զույգի երեք էմբրիոններ, որոնց մոտ հայտնաբերել ենք քրոմոսոմային վերակառուցմանը բնորոշ օրինաչափություններ։ Ընդ որում, ծնողների նախկին հետազոտությունները ցույց էին տվել, որ կարիոտիպը (քրոմոսոմների կառուցվածքային և քանակական կազմը) նորմալ է։ Էմբրիոնների վերլուծությունից հետո մենք տեսանք վերակառուցման նշաններ և որոշեցինք թեստավորել ծնողներին ավելի բարձր ճշգրտությամբ մեթոդով։ Պարզվեց, որ ծնողներից մեկն իրոք քրոմոսոմային վերակառուցման կրող է։ Դա բացատրեց, թե ինչու նրանք այդքան երկար ժամանակ չէին կարողանում երեխա ունենալ»,- պատմել է Յանա Ստեպանչուկը։

Այսպիսով, մշակված մեթոդի օգնությամբ հնարավոր կդառնա ավելի շատ տեղեկություն ստանալ ԷԿՈ-ի ընթացքում աճեցված էմբրիոնների մասին և նվազեցնել վերարտադրողական խնդիրների ռիսկը հաջորդ սերունդների մոտ։

Հետազոտության ընթացքում դժվարություն է առաջացրել առանց գենետիկական փոփոխությունների առողջ էմբրիոնների պակասը. դրանք սովորաբար օգտագործվում են արգանդի մեջ տեղափոխելու համար։ Արդյունքում գիտնականները չեն կարողացել ձևավորել ստուգիչ խումբ՝ էմբրիոնների էտալոնային նմուշներ, որոնց օգնությամբ ավտոմատ համակարգը կկարողանար գնահատել շեղումները նորմայից։

Խնդրի լուծման համար գիտնականները արհեստական բանականության տեխնոլոգիաների հիման վրա ստեղծել են GENA-TECTOR ավտոմատ ալգորիթմը, որը վերլուծում է տվյալները մեկ նմուշի ներսում՝ համեմատելով նմուշում ԴՆԹ-ի հատվածների կանխատեսված և իրական պատճենների քանակը։

«Էուպլոիդ էմբրիոնների (քրոմոսոմների նորմալ հավաքածուով) մեծ մասն օգտագործվում է ԷԿՈ-ի հետագա փուլերում, և մենք չէինք կարող դրանք կիրառել հետազոտություններում։ Խնդիրը լուծելու համար ստեղծեցինք նոր ալգորիթմ վերակառուցումների ավտոմատ որոնման համար, որը չի հիմնվում հղումային ընտրանքի վրա, այլ օգտագործում է յուրաքանչյուր կոնկրետ նմուշի տեղեկությունը։ Գոյություն ունեցող ալգորիթմների հետ համեմատությունը ցույց է տալիս, որ մեր մեթոդը զգալիորեն ավելի ճշգրիտ է»,- ընդգծել է Յանա Ստեպանչուկը։

Առայժմ աշխատանքը հայեցակարգի ստուգման փուլում է։ Գիտնականները հետազոտություններ են անցկացրել այն էմբրիոնների վրա, որոնք չեն մասնակցում ԷԿՈ-ի հետագա փուլերին, և փաստել են, որ մեթոդն իրոք արդյունավետ է։ Հեռանկարում թեստավորման նոր համակարգը կարող է փոխարինել նախաիմպլանտացիոն գենետիկական թեստավորման գոյություն ունեցող մոտեցումներին։