Preimplantasyon Genetik Tanı (PGD)

Preimplantasyon Genetik Tanı (PGD)

Embriyoda Genetik Tanı (PGT veya PGD) Nedir?

Tıp teknolojisindeki hızlı gelişmeler günümüze dek açıklamakta zorlandığımız pek çok problemi tanımlamamızı ve çareler üretmemizi sağlamaktadır. Bu konudaki en güzel örneklerden bir tanesi daha henüz gebelik oluşmadan önce gebeliğin sağlığının belirlenmesini sağlayan “embriyoda genetik tanı” imkanıdır. Bebeğin henüz 7-8 hücreli bir embriyo aşamasındayken sağlığı açısından incelenmesi mümkündür. Bu şekilde hasta veya genetik özürlü bir embriyonun rahim içerisinde yerleşmesi ve sağlıksız bir gebeliğin oluşması baştan önlenmektedir.

Embriyoda Genetik Tanı (PGT veya PGD) Kimlerde Uygulanır?

Embriyoda genetik tanı (PGT veya PGD) yapılabilmesi için bu embriyoların laboratuar şartlarında geliştirilmesi gerekmektedir. Bunun için de, kadından elde edilecek olan yumurta hücresi ile erkekten elde edilecek olan sperm hücresinin, laboratuar ortamında biraraya getirilmesi yani tüp bebek veya mikroenjeksiyon tekniği ile döllenme ve embriyo gelişimi sağlanması gerekmektedir. Diğer bir deyişle, embriyoda genetik tanı uygulaması, zahmetli ve masraflı bir yüksek teknoloji uygulaması gerektirmektedir. O nedenle bu teknik ancak özel risk taşıyan çiftlerde uygulanmaktadır. Embriyoda Genetik Tanı (PGT veya PGD)‘nın hangi çiftler için uygulanacağı, uygulamanın amacına göre değişmektedir.

Embriyoda Genetik Tanı (PGT veya PGD) farklı amaçlara yönelik olarak gerçekleştirilebilir:

  1. Anomali taraması
  2. Embriyolarda hastalık araştırılması
  3. Riskli ailelerde kansere hastalığa belirlenmesi

Anomali taraması

Çocuk sahibi olmakta güçlük çeken ve tedavi sırasında elde edilecek olan embriyolarında anomali riski artmış olan çiftlerde, embriyoların en sık görülen kromozomal kusurlar açısından taranması hedeflenir.

Anomali taramasında amaç, embriyolarda en sık görülen trizomi (kromozom sayısının normalden fazla olması) veya monozomi (kromozom sayısının normalden az olması) gibi kromozom anomalilerinin belirlenmesidir. Anomaliye sahip olduğu saptanan embriyolar rahim içerisine transfer edilmez ve imha edilirler. Hastaya sadece sağlıklı olduğu bilinen embriyolar transfer edilir. Bu şekilde genetik anomaliye sahip bir bebeğin rahim içerisinde gelişmesi riski baştan ortadan kaldırılmaktadır.

Genellikle genetik anomaliye sahip embriyolar rahim içerisinde tutunamamaktadır. Tutunma gerçekleşse dahi çoğu zaman ilk 10 hafta içerisinde gebelik düşük ile sonuçlanmaktadır. Aslında bu durum insan doğasının kendi dengesi koruması açısından büyük bir avantaj oluşturmaktadır. Doğa sağlıklı olanı koruyarak sağlıksızı elimine etmeye çalışmaktadır. Bu sayede çevremizde çok az sayıda anomalili bebek veya çocuk görmekteyiz. Ancak ne yazık ki bu kural her zaman geçerli olmamaktadır.

Embriyo ağır genetik kusurlar taşıyor ise genellikle laboratuardaki gözlem sırasında yavaş gelişimi, gelişimin duraklaması veya kötü kalitede gelişimi nedeniyle diğerlerinden ayırd edilmekte ve bu tip embriyolar rahim içerisine yerleştirilmemektedir. Ancak basit trizomi (Down Sendromu; trizomi 21) veya monozomi taşıyan embriyoların gelişimi, sağlıklı olanlar kadar iyi ve hızlı olabilir. Bu embriyoların gelişim hızı, görünümü ve kalitesi ile diğerlerinden ayırd edilmeleri olanaksızdır. Bu tip anomaliler taşıyan embriyolar, rahim içerisine tutunarak anomalili bebeklerin dünyaya gelmesine neden olabilmektedir. Anomalili bebeklerin çoğunluğu erken dönemde düştüğü halde önemli bir kısmı ilerleyen gebelik haftalarına kadar ulaşabilir. Böyle problemler dikkatli ve düzenli bir gebelik takibi sırasında ultrasonografi, kan testleri ve gerekirse amniosentez yöntemleri ile saptanmaktadır. Gebelik ilerledikten sonra bebeğin anomalili olduğunun öğrenilmesi ve gebeliğin sonlandırılması son derece travmatik olmaktadır. Gebelik takibinin hiç yapılmaması halinde sakat veya özürlü bir bebeğin doğumunun sözkonusu olduğu unutulmamalıdır.

Çocuk sahibi olmakta güçlük çeken bazı çiftlerde yardımcı üreme teknikleri gerçekleştirilmektedir. Bu teknikte, çifte ait sperm ve yumurta hücreleri kullanılarak mikroenjeksiyon yöntemi ile embriyolar elde edilmektedir. Eğer çift, embriyolarda genetik anomali yönünden yüksek risk taşıyor ise Embriyoda Genetik Tanı ( PGT veya PGD) önerilmektedir. Yüksek risk taşıyan çiftler şu şekilde sıralanabilir:

Son yıllarda yapılan araştırmalar son 2 durumda Embriyoda Genetik Tanı ( PGT veya PGD) yapılmasını önermemektedir. Bu konuda yakın zamanda rutin kullanıma giren CCS yöntemi önerilebilir.

Embriyolarda Hastalık Araştırılması

Embriyolarda hastalık araştırılmasında temel amaç, kendiliğinden çocuk sahibi olabildikleri halde, belirli bir hastalığın taşıyıcısı oldukları için hastalıklı bir gebelik sahibi olma riski taşıyan çiftlerde, hastalık taşımayan embriyoların transferi ile sağlıklı bir gebeliğin elde edilmesidir. Genetik ve ailesel geçiş özelliği taşıyan bazı hastalıklar anne, baba veya her ikisinde birden bebeğe aktarılmaktadır. Bu hastalıkların taşıyıcısı olduğu saptanan çiftler, embriyolarda genetik inceleme yapılarak sağlıklı bir gebeliğe kavuşabilmektedir.

Vücudumuzdaki tüm hücrelerin özel bir genetik şifre içerdiğini ve bu şifrenin her bireyde birbirinden farklı özellikler taşıdığını bilmekteyiz. Hücrelerimizin tüm görevleri, bu genetik şifreler doğrultusunda planlanmaktadır. Genetik şifredeki küçük değişiklikler bazen telafisi olanaksız eksikliklere veya hasarlara yol açarak, genetik hastalıkların oluşmasına sebep olmaktadır. Son yıllara kadar bu tip hastalıkların tanısı sadece klinik olarak tanımlanabilmekteydi. Genetik bilimindeki gelişmeler ve genetik şifrelerin çözülmesine yönelik çalışmalar sayesinde bu hastalıkların tanısı gen düzeyinde konulabilmektedir. FISH ve PCR adı verilen yöntemler ile hastalığa sebep olan genetik değişiklikler belirlenebilmektedir. Ancak bu zahmetli ve zaman alıcı yöntemler günümüzde yerini çok daha hızlı ve güvenilir sonuç veren cihazlara bırakmıştır.

Genetik incelemelerde bireyden alınan kan örneğindeki hücreler toplanarak içlerinde yer alan genetik materyal bir araya getirilir ve genetik incelemenin hatasız yapılabilmesini sağlayacak miktarda materyal sağlanabilmesi amacı ile DNA özel yöntemlerle çoğaltılır. Çoğaltılan DNA üzerindeki gen dizileri tek tek tanımlanarak, olası değişiklikler veya bozukluklar belirlenir. Bu incelemeler hastalıkların tanısının konulmasını sağladığı gibi hastalık riski taşıyan bazı bireylerin tanımlanmasında da yardımcı olmaktadır. Örneğin bu yöntem ile myotonik distrofi veya kistik fibrozis gibi çocukluk döneminde ortaya çıkan ve ciddi sağlık problemlerine yol açan hastalıkların tanısı konulabilir. Bu teknik ile çok sayıda hastalık belirlenebilmektedir. Bu hastalıklar şu şekilde sıralanabilir:

Genetik hastalıklar:

Riskli Ailelerde Kansere Yatkınlığın Belirlenmesi

Bazı kanser tipleri ailesel özellik göstermekte ve ailedeki tüm bireylerde kansere yatkınlık gözlenmektedir. Her yeni jenerasyonun bu hastalıktan etkilenmesi riski yüksek olmaktadır. Embriyo düzeyinde yatkınlık yönünden incelemesi yapılabilen hastalıklar şu şekilde sıralanabilir:

Yani döllenmiş bir yumurta (embriyo oluşumunun 1. günü) iki adet polar cisim taşır. Bu iki yapı kısa bir süre sonra dejenere olarak kaybolur. İki polar cisim de hücre dış kabuğundan çıkartılarak genetik olarak incelenebilir. Her iki polar cisim, yumurtanın döllenme öncesi bölünme evrelerinde herhangi bir kromozom hata içerip içermediğini gösterir.

Polar cisimlerin incelenmesi yumurtaya ait genetik problemleri tanımlayabilmemizi sağlamaktadır.

Avantajları şunlardır:

Polar cisim biopsisinin dezavantajları ise şunlardır.

Polar cisim biopsisi sadece yumurtanın incelenmesinin yeterli olacağı durumlarda tercih edilmektedir. Bu durum için en iyi örnek ileri anne yaşıdır. Yardımcı üreme teknikleri programına alınan 37 yaş ve üzerindeki kadınlarda, yumurta hücresinden kaynaklanabilecek genetik hataların tanımlanmasında polar cisim biopsisi iyi bir alternatif teşkil etmektedir.

Blastomer Biopsisi; Embriyonun Genetik İncelemesi

Bu uygulamada, gelişiminin 3. gününde embriyonun bir hücresi alınmakta ve genetik olarak incelenmektedir. Tecrübeli eller tarafından gerçekleştirilen embriyo biyopsisi sonrasında embriyo eksik hücreyi hemen telafi ederek hiçbir zarar görmeden büyümesine devam etmektedir. İncelenen hücre embriyonun genetik bir problem taşıyıp taşımadığını göstermekte ve hastaya sadece genetik olarak normal olduğu saptanan embriyolar transfer edilmektedir.

Embriyo, gelişiminin 3. gününde yaklaşık 6-8 hücre içermektedir. Blastomer olarak adlandırılan bu hücrelerden her birisi birer kök hücre görevi yaparak embriyonun ileri gelişiminde tamamen farklı organ ve dokulara dönüşecek olan yeni hücrelere kaynak teşkil etmektedir. Bu hücrelerden bir veya iki tanesinin çıkartılması, embriyonun ileri gelişimini etkilememektedir. Kalan diğer hücreler bu eksiği hemen telafi ederek gelişimi sürdürürler. Tüm hücreler farklı dokulara dönüşebilme kapasitesine sahip olduklarından herhangi bir doku veya organ eksikliği gözlenmez.

Embriyo 3. güne ulaştığında gelişim hızı kontrol edilir. Yavaş gelişen bir embriyonun blastomer biopsisinden olumsuz yönde etkilenme riski olacağından, sadece iyi gelişim gösteren embriyolar genetik inceleme için uygun olarak değerlendirilir. İncelemeye uygun embriyoların çevresini saran zona pellucida adını verdiğimiz zar, mekanik yöntemler veya laser enerjisi yardımı ile açılır.

Bu hücre genetik incelemeye gönderilir. Hücrenin genetik yapısı tam olarak embriyoyu yansıtacaktır. Eğer hücre genetik açıdan anormal veya hatalı olarak değerlendirilir ise bu embriyo transfer edilmeyecek ve bu şekilde rahim içerisine tutunma şansı olmayan, tutunsa dahi sağlıksız bir gebeliğe sebep olabilecek bir embriyonun transferi gerçekleştirilmemiş olacaktır.

Genetik inceleme için en uygun dönemin 3. gün olduğu kabul edilmektedir. İncelenen hücre tam olarak embriyoyu yansıtacağından, polar cisim biopsisinin aksine hem yumurta hem de spermden kaynaklanan hatalar gözlenecektir.

Trofektoderm Biopsisi

5. güne kadar gelişimini sürdüren embriyo blastosist aşamasına ulaşır. Bu aşamada artık ileride bebeği oluşturacak iç hücre kütlesi (inner cell mass) ile plasenta ve eklerini oluşturacak trofektoderm yapıları birbirinden ayırd edilir duruma gelmiştir.

Bu aşamada trofektoderm tabakasından birden fazla sayıda hücre çıkartılabilir. Bu hücreler genetik incelemeye tabii tutularak blastosistin sağlıklı bir genetik yapıya sahip olup olmadığı belirlenebilir.

Trofektoderm biopsisinin avantajları şu şekilde sıralanabilir:

Trofektoderm biopsisinin dezavantajları ise şunlardır:

Bu nedenlerden dolayı günümüzde trofektoderm biopsisi tercih edilen bir yöntem değildir.

Genetik İnceleme Nasıl Gerçekleştirilir?

Kromozom sayısının belirlenmesi: Embriyodan alınan hücrenin genetik bilgileri taşıyan çekirdek yapısı ayrıştırılır. Kromozomların tanımlanması için FISH (Floresan İn-Situ Hibridizasyon) adı verilen teknikten yararlanılır. Bu teknikte önce her kromozom için, o kromozomu tanıyarak bağlanacak, renkli floresan boyalar taşıyan problar (tanıyıcılar) oluşturulur. Hücrenin çekirdeği bu problar ile muamele edildiğinde hangi kromozomdan kaç tane mevcut olduğu mikroskop altında belirlenebilir.

Kromozom üzerinde bilgi değişimi (translokasyon) veya eksikliğinin tanımlanması: İki ayrı kromozoma ait birer parçanın koparak diğeri yer değiştirmesi “translokasyon” olarak adlandırılmaktadır. Translokasyonlar tahmin edilenden daha sık olarak gerçekleşmekte ancak vücutta dengeli olarak kaldığından kişide herhangi bir sağlık problemi yaratmamaktadır. Ancak dengeli taşıyıcı olarak adlandırdığımız bu kişiler çocuk sahibi olma istediklerinde infertilite veya tekrarlayan düşükler ile karşılaşmaktadır. Bunun sebebi bu dengeli kromozom hatasının üreme hücrelerine (sperm veya yumurta hücresi) dengesiz olarak aktarılmasıdır. Bu dengesiz kromozomal dağılım, yeni oluşan bir embriyonun sağlıksız olmasına yol açmakta ve genellikle gebelik düşükle sonlanmaktadır.

Böyle bir durumda çiftten elde edilen embriyolar translokasyon açısından incelenerek anormal kromozomal yapı gösteren embriyolar ayırd edilebilir. Öncelikle anne veya babadab aktarılan translokasyonun tipi, hangi kromozomların hangi bölgesinde kırık ve yer değişimi olduğu belirlenir. Bu bölgeleri tanıyacak ve mikroskop altında floresan renk verecek problar hazırlanır. Blastomer çekirdeği bu problar ile muamele edildiğinde sağlıklı, taşıyıcı ve anormal embriyolar belirlenir.

Tek gen hastalıklarının tanımlanması: Hangi hastalığa yönelik inceleme yapılacağı çok önemlidir. Hastalığa yol açan genetik hatanın hangi kromozom üzerinde yer aldığı ve ne tip bir hata olduğu daha önceden hastalığı taşıyan ebeveynde yapılan incelemeler ile net olarak belirlenir. Daha sonra embriyolarda benzer genetik hata araştırılır. Bu incelemede kullanılan teknik biraz daha farklı olup gelişmiş gen dedektörlerinin kullanımını gerektirir. Genlerde dizi analizi yaparak hatayı ortaya koyan ve gen dedektörü olarak adlandırdığımız sequencer PCR cihazının belki de en önemli özelliği bütün bu incelemelerin tek bir hücre ile elde edilebilmesini sağlamasıdır.

Örneğin Akdeniz anemisi hastası olan bir çocukları olan ebeveyn sağlıklı bir çocuk sahibi olmak istediklerinde tüp bebek yöntemi ile embriyolar elde edilmekte, embriyolardan alınan birer hücre incelenerek, Akdeniz anemisi hastalığı taşımayan embriyolar belirlenmektedir. Aynı cihaz, belirlenen sağlıklı embriyolarda HLA doku tiplendirmesi yapılarak doğumdan sonra hasta kardeşine kemik iliği nakli yapılmasına imkan tanıyacak benzer doku özellikleri taşıyan embriyoları da saptayabilmektedir. Bu sayede seçilen embiyoların anne rahmine yerleştirilmesi sonucunda hem çifte sağlıklı bir bebek sahibi olma imkanı tanınmakta, hem de hasta çocuklarına bir tedavi imkanı sağlanmaktadır.

Genetik İncelemede Hangi Kromozomlar Değerlendirilir?

Anomali taramasında tüm embriyolarda en sık görülen kromozom bozuklukları açısından inceleme yapılır. Bu kromozomlar 13, 16, 18, 21, 22, X ve Y kromozomlarıdır. Bu yedi kromozomun özelliği şudur; bu kromozomlara ait bozukluklarda embriyo rahim içerisinde tutunarak gebelik oluşturabilir. Bu gebelikler büyük oranda düşükle sonlanırlar. Keza gebeliğin ilk 10 haftası içerisindeki düşüklerin büyük bir kısmından bu kromozomlara ait bozukluklar sorumludur. Gebelik düşükle sonlanmadan ilerlediğinde, sağlıklı bir gebelik yapılmaz ise çiftin özürlü ve anomalili bir bebeğe sahip olması gibi ciddi bir risk söz konusudur. Bu nedenle bu yedi kromozom mutlaka incelemeye tabi tutulmalıdır.

Eğer çiftte anne veya babadan kaynaklanan farklı kromozomlara ait problemler saptanmışsa (örneğin translokasyonlar gibi), bu kromozomlar ayrıcalıklı olarak incelenir. Örneğin en sık görülen translokasyonlar 14 ve 21. kromozomlar arasında meydana geldiğinden, bu kromozomlardaki bilgi değiş tokuş noktaları daha önceden belirlenerek blastomerde özellikle bu kromozomlar ve bu bölgeler incelenir.

Neden Sadece Belirli Sayıda Kromozom İnceleniyor, 23 Kromozomun Tamamı İncelenmiyor?

Embriyonun genetik incelemesindeki en önemli zorluk, sadece tek bir hücreye en fazla 48 saat içerisinde tanı konulması gerekliliğidir. Normalde genetik incelemelerde bireyin kanı alınarak içerisindeki çok sayıda hücre ayrıştırılır ve bu hücreler yaklaşık 10-14 gün süre içerisinde kültür ortamında çoğaltılır. Ardından mikroskop altında en az 100 hücre değerlendirilir ve zaman kısıtlaması olmadan tüm kromozomlara ait bilgiler elde edilir.

Blastomer incelemesinde ise bu şans mümkün değildir, aksine zamana karşı bir yarış söz konusudur. Sadece tek bir hücreyi inceleyerek hayati bir tanıya ulaşılması 24-48 saat içerisinde gerçekleştirilmeli ve embriyo 5. gününe ulaştığında rahim içerisine yerleştirilmelidir. Bu nedenle bu süre içinde en riskli görülen ve gebelikle karşımız çıkabilecek olan bu yedi kromozom incelenir.

Genetik İnceleme Her Zaman Doğru Sonuç Mu Verir?

Embriyoda genetik tanı uygulaması yüksek oranda güvenilir sonuç vermektedir. Ancak daha önce trofektodem biopsisinde vurgulanan mozaisizm olasılığı ve FISH tekniğine bağlı bazı problemler nedeniyle yaklaşık %2-7 oranında hatalı tanı riski taşımaktadır. Gerçekte sağlıklı bir embriyonun anormal olarak tanımlanması riskinin %5, gerçekte anormal olduğu halde yanlışlıkla normal olarak tanımlanması risk ise %2 seviyesindedir. Bu nedenle Embriyoda Genetik Tanı ( PGT veya PGD) ile elde edilen gebeliklerde de amniosentez yapılmasında fayda vardır.

Biopsisi Sırasında Embriyo İşlemden Zarar Görür Mü?

Tecrübeleri elde yapılan bir biopsinin embriyo gelişimini olumsuz yönde etkilemediği kabul edilmektedir. Embriyonun işlemden zarar görmesi ve dejenere olması riskinin %1 civarında olduğu kabul edilmektedir. Amerikan Hastanesi Tüp Bebek Merkezinde bugüne kadar uygulanan embriyo biopsisi işleminden sonra hiç bir embriyoda dejenerasyon saptanmamıştır.

Geliştirilen Yeni Teknikler

Genetik teknolojisindeki hızlı gelişmeler, embriyoda genetik tanı konusunda yeni ufuklar ve yeni gelişmeler ortaya çıkarmaktadır. Örneğin yakın gelecekte “tüm genomun hibridizasyonu-comparative genomic hybridization” adını verdiğimiz teknik ile embriyodan alınan tek hücrede 24-48 saat içerisinde 23 kromozomun tamamını incelemek mümkün olmaktadır. Bu teknik FISH’in yerini alacak ve tanı güvenilirliğini arttırdığı gibi incelenebilir hastalık yelpazesini de genişletmektedir.

Diğer bir gelişme ise biyoçip (biochip) teknolojisidir. Küçük bir çipe yüklenen hatalık tarayıcıları (problar) kullanılarak tek bir embriyoda aynı anda çok sayıda farklı hastalık veya genetik hatalar tanımlanabilecektir. Bu teknik de aynı şekilde tanı güvenilirliği arttıracak ve çok kısa sürede birden fazla hastalığın tanısını koyma imkanı tanıyacaktır.