Новая технология неинвазивного пренатального теста по одиночным клеткам плода

Новая технология неинвазивного пренатального теста по одиночным клеткам плода

Согласно современным представлениям, неинвазивное пренатальное тестирование (НИПТ) является приоритетным видом пренатального генетического тестирования с использованием фрагментов плодовой ДНК, циркулирующих в крови матери.

В журнале The Journal of Molecular Diagnostics в феврале 2020 года опубликована статья  о новом НИПТ, в которой доказывается, что анализ цельной ДНК одной клетки с использованием редко встречающихся плодовых клеток в материнском кровотоке, основанный на модифицированной методике ПЦР, обладает высокой чувствительностью и специфичностью в обнаружение аномалий ДНК. Это увеличивает шансы обнаружения генетических аномалий плода.
 201 •
  0
19.02.2020
www.shutterstock.com

Ограничения НИПТ

В отличие от инвазивных тестов, таких как амниоцентез, которые потенциально могут нанести вред плоду, НИПТ, используемый сегодня, имеют множество преимуществ, включая отсутствие риска для плода, но он также имеет и свои ограничения. Один из главных недостатков заключается в том, что НИПТ иногда дает не точные данные, поскольку при его проведении исследуют фрагменты ДНК, высвобожденные из разрушенных плодовых или плацентарных клеток. Поэтому эти фрагменты ДНК называются внеклеточной ДНК или cfDNA, а не геномной. Соответственно, не всегда исследователи могут достоверно определить, точно ли это ДНК плода. Именно поэтому НИПТ является скринингом, а не окончательным диагностическим тестом.

Таким образом, ученые всегда находятся в поиске лучших НИПТ, которые позволят более точно выявить генетические аномалии плода. Большинство этих методов определяют cfDNA плода, циркулирующую в крови матери с долей больше 4 %. Плодовые клетки в крови матери чрезвычайно редки из-за высокой эффективности плацентарного барьера, и это представляет огромную проблему для ученых. Для повышения вероятности обнаружения ДНК плода во многих тестах используется полимеразная цепная реакция (ПЦР). Это метод, с помощью которого ДНК копируется милионы раз, разработанный американским биохимиком Кэри Муллисом (Kary Mullis), за что он был удостоен Нобелевской премии.

Новый метод

В новом исследовании использовалась модифицированная форма цифровой капельной ПЦР (sc-ddPCR) единичных клеток. Несколько подкорректировав базовую методику, ученые получили подтверждение концепции, согласно которой можно оценивать геном эмбриональных клеток, обнаруженных в чрезвычайно низких концентрациях в материнском кровотоке, из образца крови, взятого из периферической вены. Это открытие позволит разработать тест для оценки ДНК одной живой клетки непосредственно из материнской крови, избегая этапов фиксации клеток, окрашивания клеток и амплификации всего генома.

Исследователь Кеничиро Хата (Kenichiro Hata) поясняет: «Мы наблюдали, что в некоторых случаях результаты НИПТ не согласуются с полученной генетической информацией. Результаты исследования служат доказательством эффективности неинвазивной пренатальной диагностики с использованием циркулирующих плодовых клеток без строгой клеточной очистки».

Модификация

С помощью sc-ddPCR каждая капля находится в ячейке и содержит до 3000 клеток, которые анализируются одновременно. Оригинальный метод дает очень специфичные и чувствительные результаты от одной клетки. Проблема в том, что если клеточная суспензия не имеет четкого фона, она не работает хорошо. Для этого клеточные линии должны быть промыты или должна быть проведена флуоресцентно-активированная сортировка клеток.

Текущая модификация устраняет эту необходимость, обеспечивая лучшую среду ПЦР внутри капли, позволяя повысить чувствительность и специфичность. Это позволяет оценить генетическую информацию от одной клетки на основе грубо очищенного образца, в составе которого есть ядросодержащие клетки.

Исследователи взяли образцы крови у 13 беременных женщин и сосредоточились на использовании грубо отсортированной клеточной суспензии и методов sc-ddPCR для идентификации геномной ДНК мужского плода из плодовых клеток, циркулирующих в крови матери. Они обнаружили, что достигли высокой чувствительности в определении наличия SRY, или определяющего пол Y-гена, хромосомного локуса, который регулирует начало определения пола у мужчины.

Доказательства

Другими словами, ученые обнаружили, что ген SRY присутствовал только в образцах, полученных от 3/13 женщин, беременных плодами мужского пола. Это свидетельствует о высокой чувствительности и специфичности модифицированной системы sc-ddPCR.

Последствия

Как только эти результаты будут подтверждены на большом количестве образцов крови беременных женщин в отношении других генов, он может быть распространен на многие другие области применения. Хата отмечает: «В будущем, оптимизируя сортировку клеток и инкапсуляцию, а также создавая более эффективную среду ПЦР в каждой капле, мы сможем использовать эту модифицированную систему sc-ddPCR как прорывной метод анализа, который может быть применен в различных областях исследований и, возможно, в клиническом диагностическом тестировании». 

Источник: evogenlab.ru

Авторы:
Консультанты:
Комментарии для сайта Cackle

Актуальное

Главное


Партнеры

Все партнеры