nascita di bambini sani dopo transferimento in utero

NASCITA DI BAMBINI SANI DOPO TRANSFERIMENTO IN UTERO DI EMBRIONI CON
AEUPLOIDIE A MOSAICO
Abstract
Gli embrioni con aneuploidie “a mosaico”, caratterizzati da un corredo cromosomico costituito da una
combinazione di cellule aneuploidi e cellule euploidi, solitamente non vengono considerati per un trasferimento
intrauterino in donne che si sottopongono a fecondazione assistita, ma congelati o, in altri Paesi, eliminati.
Lo studio si propone di valutare il potenziale d’impianto degli embrioni con aneuploidie a mosaico, e se questi
possano generare una gravidanza e dare origine alla nascita di bambini sani.
A tale scopo si è proceduto alla messa a punto di un nuovo protocollo di diagnosi genetica preimpianto in
grado di analizzare gli embrioni a mosaico e determinare la quantità di cellule aneuploidi in essi presenti
rispetto a quelle euploidi. Successivamente sono state analizzate 3.800 blastocisti, il 5% delle quali circa sono
risultate aneuploidi a mosaico. Il trasferimento di un embrione a mosaico è stato effettuato in 18 donne che,
sottoponendosi ad un trattamento di fecondazione assistita con diagnosi genetica preimpianto delle
aneuploidie cromosomiche (PGS), avevano a disposizione un embrione a mosaico ma nessun embrione
euploide. Sono stati trasferiti 18 embrioni a mosaico, 8 dei quali hanno dato origine ad una gravidanza
(+hCG). In 6 (33.3%) pazienti la gravidanza è andata a termine con la nascita di 6 bambini sani.
Lo studio ha dimostrato, che gli embrioni con aneuploidie “a mosaico” sono in grado di “auto-correggersi” una
volta impiantati in utero, dando origine alla nascita di bambini sani. Questa “correzione” avviene attraverso un
processo che determina un “confinamento” delle cellule embrionali con assetto cromosomico aneuploide in
tessuti extraembrionali.
Le anomalie cromosomiche di tipo numerico,
conosciute anche come aneuploidie, sono
caratterizzate dalla presenza in una cellula di un
numero maggiore o minore di cromosomi rispetto
al numero standard. La presenza di aneuploidie
cromosomiche negli embrioni è una delle principali
cause di fallimento di impianto o di aborto
spontaneo a seguito di trattamenti di procreazione
medicalmente assistita (PMA).
Lo studio dell’assetto cromosomico degli embrioni
mediante diagnosi genetica preimpianto delle
aneuploidie
cromosomiche
(Preimplantation
Genetic Sreening - PGS) è stato introdotto con la
finalità di aumentare le probabilità di successo nei
trattamenti di PMA.
La PGS permette di
identificare gli embrioni euploidi, e quindi con una
N Engl J Med 2015; 373:2089-2090; November 19, 2015
maggiore potenzialità di impianto, e selezionarli
per il trasferimento in utero.
Nonostante l’efficacia della PGS sia stata
dimostrata da diversi studi clinici, portando a un
significativo aumento delle nascite rispetto ai
trattamenti senza PGS, l’analisi non ha raggiunto
fino a oggi i risultati sperati. Infatti, trasferendo in
utero embrioni senza aneuploidie ci si
aspetterebbe che questi embrioni siano tutti, o
quasi, in grado di impiantarsi. Le recenti
pubblicazioni, seppur dimostrando un significativo
successo della PGS, riportano che solo il 50-60%
degli embrioni euploidi danno origine a gravidanze
che vengono portate a termine.
1
Le cause per cui un embrione diagnosticato
euploide possa non impiantarsi o non proseguire
nello sviluppo di una gravidanza, sono ancora
poco note. Alcune potrebbero essere attribuibili
alla presenza, tra gli embrioni ottenuti dopo IVF, di
embrioni con un corredo cromosomico non
uniforme, cioè formati da una combinazione di
cellule aneuploidi e cellule euploidi. Questi
embrioni vengono definiti aneuploidi “a mosaico”.
Il mosaicismo cromosomico è un fenomeno molto
diffuso sia negli embrioni ottenuti da fecondazione
spontanea che in quelli ottenuti mediante
fertilizzazione in vitro e coinvolge circa il 15-90%
degli embrioni allo stadio di clivaggio ed il 30-40%
di quelli allo stadio di blastocisti.
La presenza di questi embrioni è considerata una
delle maggiori cause di insuccesso dei trattamenti
di IVF. Infatti è stato ipotizzato che questi embrioni,
contenendo una percentuale variabile di cellule
aneuploidi, potrebbero presentare una ridotta
potenzialità di impianto.
Ad oggi, il ruolo del mosaicismo cromosomico e le
reali potenzialità di impianto e di sviluppo di questi
embrioni sono poco note e non ci sono studi che
dimostrino le capacità vitali di questi embrioni. Per
questo motivo nei centri che effettuano la PMA gli
embrioni a mosaico vengono diagnosticati come
aneuploidi e come tali esclusi dal trasferimento in
utero nelle donne che si sottopongono a
trattamenti di IVF.
Recenti studi sull’incidenza delle aneuploidie negli
embrioni ottenuti mediante IVF hanno dimostrato
che la percentuale degli embrioni a mosaico
diminuisce con il progressivo sviluppo
dell’embrione. Inoltre, la bassa incidenza di
mosaicismo cromosomico riscontrata nelle
gravidanze evolutive (1-2% dei liquidi amniotici) e
nei nati (0.2-0.3% dei feti analizzati), in confronto
con le alte incidente riscontrate negli embrioni ai
primi stadi di sviluppo (50-90%), suggerisce che
una piccola parte degli embrioni a mosaico, sia in
grado di “auto-correggersi” una volta impiantati in
utero, dando origine alla nascita di bambini sani.
Questa “correzione” avverrebbe attraverso un
processo che determina un “confinamento” delle
N Engl J Med 2015; 373:2089-2090; November 19, 2015
cellule embrionali con assetto cromosomico
aneuploide in tessuti extraembrionali durante lo
sviluppo dell’embrione, mentre le cellule embrionali
euploidi verranno “selezionate” per costituire il feto.
Di conseguenza, l’esclusione a priori dal
trasferimento in utero di questi embrioni potrebbe
comportare
un’eliminazione
di
embrioni
potenzialmente normali.
Mentre per le pazienti giovani, con a disposizione
altri embrioni euploidi, l’esclusione di un embrione
a mosaico non influenza la possibilità di successo
del trattamento di PMA, per le donne con una
riserva ovarica ridotta o con una età materna
avanzata (>35 anni), in cui il numero di embrioni
euploidi è molto ridotto, l’esclusione di un embrione
a mosaico riduce la possibilità per queste pazienti
di ottenere una gravidanza.
Poiché il numero di donne che sottopongono a
trattamenti di PMA ad età avanzata è in continuo
aumento, diventa importante comprendere se
questi embrioni possano avere o meno potenzialità
di impianto e di sviluppo. Questo consentirebbe
non soltanto di evitare l’eliminazione non etica di
embrioni potenzialmente vitali, ma anche di non
ridurre le chances di successo per pazienti che si
sottopongono a trattamenti di IVF.
A questo scopo il direttore di Genoma Group, il
Dott. Fiorentino, insieme al suo team di ricerca,
coordinato dalla Dott.ssa Spinella ed al team del
prof. Ermanno Greco, autore dello studio e
direttore del Centro di medicina e biologia della
riproduzione dello European Hospital di Roma, ha
intrapreso uno studio rivolto a donne che, a seguito
di un trattamento di PMA, avevano ottenuto
embrioni a mosaico ma nessun embrione euploide.
Lo studio è stato condotto in due fasi:
la prima fase ha previsto la realizzazione di un
modello sperimentale che simulasse il mosaicismo
cromosomico e la messa a punto di una
metodologia per la PGS, basata sull’array-CGH e
sulle più moderne tecnologie di sequenziamento
Next Generation Sequencing. Questa analisi ha
permesso di determinare la percentuale di
2
mosaicismo
per
ciascun
embrione
precedentemente diagnosticato a mosaico.
Nella seconda fase, dopo un’appropriata
consulenza da parte della dr.ssa Marina Baldi,
genetista del centro Genoma, in cui è stato
discusso il risultato della PGS, è stata offerta la
possibilità alle pazienti di effettuare un transfer
dell’embrione a mosaico.
Diciotto donne hanno deciso di trasferire l’unico
embrione a mosaico disponibile ottenuto durante il
trattamento di PMA.
In seguito al trasferimento sono state ottenute 8
gravidanze cliniche (+hCG), di cui 6 sono state
portate a termine e concluse con la nascita di un
bambino. In queste pazienti, l’analisi dei villi coriali,
ha confermato la presenza di un cariotipo fetale
normale (Tabella 1).
La maggior parte degli embrioni che hanno dato
origine ad una gravidanza, aveva una percentuale
di mosaicismo inferiore del 50%, e presentava una
singola monosomia o doppia monosomia.
Nonostante questo rappresenti uno studio pilota,
effettuato su un piccolo campione di donne, è
possibile ipotizzare che la percentuale ed il tipo di
aneuploidia influenzi l’esito del trasferimento
dell’embrione a mosaico. Analisi future, su un più
ampio numero di casi, ci permetteranno di offrire
maggiori informazioni in grado di migliorare le
nostre conoscenze sulle potenzialità di impianto e
di sviluppo degli embrioni a mosaico.
Proporre il trasferimento in utero degli embrioni
con aneuploidie a mosaico, a pazienti in cui sono
stati riscontrati embrioni euploidi a seguito di PGS,
consente di raggiungere due principali obiettivi, di
fondamentale importanza nell’ambito delle
medicina della riproduzione:
1. Evitare l’eliminazione degli embrioni con
aneuploidie a mosaico che, nonostante
una minore potenzialità d’impianto rispetto
agli embrioni euploidi, hanno comunque la
possibilità di generare una gravidanza e
dare origine alla nascita di bambini sani;
2. Evitare la riduzione le percentuali di
successo cumulative delle tecniche di
PMA per quelle pazienti in cui non sono
stati identificati embrione euploidi.
Questo studio, inoltre, mette in risalto l’importanza
dell’adozione di tecnologie diagnostiche avanzate
nell’ambito della diagnosi genetica preimpianto di
aneuploidie cromosomiche (PGS), quali le tecniche
Array-CGH e Next Generation Sequencing (NGS),
che consentono di identificare gli embrioni con
aneuploidie a mosaico, rispetto ad altre tecniche di
minore sensibilità, incapaci di rilevare questo
genere di aneuploidie. Le tecnologie meno
avanzate, infatti, diagnosticherebbero tali embrioni
come aneuploidi, quindi escludendoli a priori dalla
possibilità di essere trasferiti in utero.
Le tecnologie avanzate di PGS, inoltre, permettono
di dare priorità al transfer degli embrioni euploidi,
che presentano le migliori potenzialità d’impianto,
con conseguente miglioramento delle percentuali
di successo delle tecniche di PMA.
Tabella1: Esiti clinici dopo trasferimento di blastocisti con aneuploidie a mosaico.
Caso
N°
Composizione cromosomica
Mosaicismoa
(%)
Cariotipo
(CVS)
Esito clinico
1
arr(4)x1,(10)x1
40
46,XX
Nato
2
arr(6)x1,(15)x1
50
46,XX
Nato
3
arr(2)x1
40
46,XX
Nato
4
arr(2)x1
35
46,XY
Nato
5
arr(5)x1
50
46,XX
Nato
6
arr(5)x1,(7)x1
40
46,XX
Nato
N Engl J Med 2015; 373:2089-2090; November 19, 2015
3
7
arr(11)x1,(20)x3,(21)x3
30
N/A
bHCG negative
8
arr(1)x1,(6)x3,(10)x3,(12)x3,(13)x3,(14)x3,(21)x3
50
N/A
bHCG negative
9
arr(3)x1,(10)x3,(21)x3
35
N/A
bHCG negative
10
arr(1)x3
50
N/A
Gravidanza biochimica
11
arr 9p21.2q34.3(26,609,645-140,499,771)x3
45
N/A
Gravidanza biochimica
12
arr(15)x3
30
N/A
bHCG negative
13
arr(18)x1
50
N/A
bHCG negative
14
arr(18)x1
50
N/A
bHCG negative
15
arr(18)x1
40
N/A
bHCG negative
16
arr(4)x1
50
N/A
bHCG negative
17
arr(5)x3
40
N/A
bHCG negative
18
arr 10q21.3q26.3(67,216,644-134,326,648)x3
50
N/A
bHCG negative
a Percentuale
approssimativa di cellule aneuploidi
CVS: Chorionic villi sampling
N/A: Not Available
N Engl J Med 2015; 373:2089-2090; November 19, 2015
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