دوره 24، شماره 6 - ( 3-1405 )                   جلد 24 شماره 6 صفحات 0-0 | برگشت به فهرست نسخه ها

Ethics code: IR.SSU.RSI.REC.1399.036

XML English Abstract Print

Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Mendeley  
Zotero  
RefWorks
Jahanara M, Sharifiyazdi H, Kalantar S M, Ghasemi N, Moshrefi M, Ghaemi M et al . Non-invasive embryo assessment: Cell-free DNA-based genetic testing and amino acid metabolomics in relation to morphology: A case-control study. IJRM 2026; 24 (6)
URL: http://ijrm.ir/article-1-3825-fa.html
ارزیابی غیرتهاجمی جنین با استفاده از آزمایش‌های ژنتیکی مبتنی بر cfDNA و متابولومیکس اسید آمینه در ارتباط با مورفولوژی جنین انسان: یک مطالعه مورد-شاهدی. International Journal of Reproductive BioMedicine. 1405; 24 (6)

URL: http://ijrm.ir/article-1-3825-fa.html

ارزیابی غیرتهاجمی جنین با استفاده از آزمایش‌های ژنتیکی مبتنی بر cfDNA و متابولومیکس اسید آمینه در ارتباط با مورفولوژی جنین انسان: یک مطالعه مورد-شاهدی
چکیده:   (7 مشاهده)
مقدمه: DNA آزاد سلولی (cfDNA) موجود در محیط کشت جنین (SCM) گزینه‌ای غیرتهاجمی برای تست ژنتیکی پیش از لانه‌گزینی است؛ با این حال، غلظت پایین و تکه‌تکه‌شدن این DNA، قابلیت اطمینان بالینی را محدود می‌سازد. تلفیق ارزیابی ژنتیکی با پروفایل متابولومیک می‌تواند اطلاعات مکملی را در مورد توانمندی رشدی جنین فراهم کند.
هدف: در این مطالعه هدف بهینه‌سازی استفاده از cfDNA در محیط کشت بلاستوسیست با استفاده از روش‌های پیش‌ آماده‌سازی و همچنین پروفایل اسید آمینه به عنوان یک شاخص مکمل برای تشخیص سلامت جنین بوده است.
مواد و روش­ها: در این مطالعه مورد-شاهدی (1401-1399) 90 جنین با روش هیبریداسیون فلورسنس در جا (FISH) و یا هیبریداسیون مقایسه‌ای ژنومی (array CGH) شناسایی و بررسی شدند. محیط کشت‌ جنین‌های منتخب به 3 گروه (30 = n) پیش تکثیر شامل: جوشاندن سریع، خالص‌سازی مبتنی بر سیلیکا و تکثیر کل ژنوم (WGA) تقسیم شد. تعیین جنسیت با روش واکنش زنجیره‌ای پلیمراز کمی (qPCR) انجام شد. برای کنترل کیفی cfDNA و غربالگری آنیوپلوئیدی، از کیت multiplex IRFiling و واکنش زنجیره‌ای پلیمراز فلورسنت کمی (QF-PCR) استفاده گردید. پروفایل آمینواسیدی در مراحل مختلف رشد جنینی و درجات کیفی متفاوت، از طریق کروماتوگرافی مایع-طیف‌سنجی جرمی (LC-MS/MS) کمی‌سازی شد.
نتایج: جوشاندن سریع منجر به شکست کامل در تقویت DNA شد. در مقابل، خالص‌سازی مبتنی بر سیلیکا، تطابق 70% برای تعیین جنسیت با qPCR و 7/%56 برای QF-PCR نشان داد. روش WGA به بالاترین کارایی دست یافت (3/73% برای qPCR و 7/56% برای QF-PCR)، اگرچه بررسی‌های کنترل کیفیت، مواردی از طبقه‌بندی اشتباه را گزارش کرد. در مورد پروفایل اسید آمینه با استفاده از LC-MS/MS آلانین و آرژنین به‌طور معناداری سطوح بالاتر را در جنین‌های تری‌پرونوکلئار (3PN) نشان داد. علاوه بر این، در بلاستوسیست‌های باکیفیت سطوح بالاتری از اسید گلوتامیک همراه با کاهش کلی آمینواسیدهای خارج‌ سلولی در مقایسه با جنین‌های باکیفیت پایین و گروه‌های کنترل نمایان بود.
نتیجه­گیری: روش WGA در مقایسه با دو روش دیگر، توانست، شناسایی و تشخیص cfDNA را در محیط کشت جنین بهبود بخشد؛ اما با شرایط بررسی حاضر برای niPGT بالینی به تنهایی کافی نیست و نیاز به توسعه و بهبود شرایط دارد. در مورد پروفایل اسیدآمینه نیز این روش می­تواند به عنوان مکمل برای نشان دادن وضعیت کروموزومی و پتانسیل رشد جنین در یک استراتژی چند وجهی برای ارزیابی غیرتهاجمی جنین در PGT به کارگرفته شود.
واژه‌های کلیدی: DNA آزاد سلولی، تست ژنتیکی پیش از لانه‌گزینی، تکنیک‌های کشت جنین، متابولیسم آمینواسیدها، بلاستوسیست.
     
نوع مطالعه: Original Article |
فهرست منابع
1. Kort JD, McCoy RC, Demko Z, Lathi RB. Are blastocyst aneuploidy rates different between fertile and infertile populations? J Assist Reprod Genet 2018; 35: 403-408. [DOI:10.1007/s10815-017-1060-x] [PMID] [PMCID]
2. Linan A, Lawrenz B, El Khatib I, Bayram A, Arnanz A, Rubio C, et al. Clinical reassessment of human embryo ploidy status between cleavage and blastocyst stage by next generation sequencing. PloS One 2018; 13: e0201652. [DOI:10.1371/journal.pone.0201652] [PMID] [PMCID]
3. Swain JE. Could time-lapse embryo imaging reduce the need for biopsy and PGS? J Assist Reprod Genet 2013; 30: 1081-1090. [DOI:10.1007/s10815-013-0048-4] [PMID] [PMCID]
4. Wells D. Next-generation sequencing: The dawn of a new era for preimplantation genetic diagnostics. Fertil Steril 2014; 101: 1250-1251. [DOI:10.1016/j.fertnstert.2014.03.006] [PMID]
5. van Montfoort A, Carvalho F, Coonen E, Kokkali G, Moutou C, Rubio C, et al. ESHRE PGT consortium data collection XIX-XX: PGT analyses from 2016 to 2017†. Hum Reprod Open 2021; 2021: hoab024. [DOI:10.1093/hropen/hoab024] [PMID] [PMCID]
6. Zhang S, Luo K, Cheng D, Tan Y, Lu C, He H, et al. Number of biopsied trophectoderm cells is likely to affect the implantation potential of blastocysts with poor trophectoderm quality. Fertil Steril 2016; 105: 1222-1227. [DOI:10.1016/j.fertnstert.2016.01.011] [PMID]
7. Gardner DK, Meseguer M, Rubio C, Treff NR. Diagnosis of human preimplantation embryo viability. Hum Reprod Update 2015; 21: 727-747. [DOI:10.1093/humupd/dmu064] [PMID]
8. Palini S, Galluzzi L, De Stefani S, Bianchi M, Wells D, Magnani M, et al. Genomic DNA in human blastocoele fluid. Reprod Biomed Online 2013; 26: 603-610. [DOI:10.1016/j.rbmo.2013.02.012] [PMID]
9. Gianaroli L, Magli MC, Pomante A, Crivello AM, Cafueri G, Valerio M, et al. Blastocentesis: A source of DNA for preimplantation genetic testing. Results from a pilot study. Fertil Steril 2014; 102: 1692-1699. [DOI:10.1016/j.fertnstert.2014.08.021] [PMID]
10. Stigliani S, Anserini P, Venturini PL, Scaruffi P. Mitochondrial DNA content in embryo culture medium is significantly associated with human embryo fragmentation. Hum Reprod 2013; 28: 2652-2660. [DOI:10.1093/humrep/det314] [PMID]
11. Shamonki MI, Jin H, Haimowitz Z, Liu L. Proof of concept: Preimplantation genetic screening without embryo biopsy through analysis of cell-free DNA in spent embryo culture media. Fertil Steril 2016; 106: 1312-1318. [DOI:10.1016/j.fertnstert.2016.07.1112] [PMID]
12. Huang L, Bogale B, Tang Y, Lu S, Xie XS, Racowsky C. Noninvasive preimplantation genetic testing for aneuploidy in spent medium may be more reliable than trophectoderm biopsy. Proc Natl Acad Sci USA 2019; 116: 14105-14112. [DOI:10.1073/pnas.1907472116] [PMID] [PMCID]
13. Chen CK, Huang WH, Chang TA, Chao KH, Chiang WF, Yeh HY, et al. Implementation of noninvasive preimplantation genetic testing for aneuploidy with spent blastocyst medium into clinical and laboratory practice: The first successful experience in Taiwan. Fertil Reprod 2023; 5: 73-77. [DOI:10.1142/S2661318223720015]
14. Rubio C, Navarro-Sánchez L, García-Pascual CM, Ocali O, Cimadomo D, Venier W, et al. Multicenter prospective study of concordance between embryonic cell-free DNA and trophectoderm biopsies from 1301 human blastocysts. Am J Obstet Gynecol 2020; 223: 751.e1-751.e13. [DOI:10.1016/j.ajog.2020.04.035] [PMID]
15. Sousa LN, Monteiro PB. Non-invasive preimplantation genetic testing: A literature review. JBRA Assist Reprod 2022; 26: 554-558.
16. Leaver M, Wells D. Non-invasive preimplantation genetic testing (niPGT): The next revolution in reproductive genetics? Hum Reprod Update 2020; 26: 16-42. [DOI:10.1093/humupd/dmz033] [PMID]
17. Fesahat F, Kalantar SM, Sheikhha MH, Saeedi H, Montazeri F, Dehghani Firouzabadi R, et al. Developmental and cytogenetic assessments of preimplantation embryos derived from in-vivo or in-vitro matured human oocytes. Eur J Med Genet 2018; 61: 235-241. [DOI:10.1016/j.ejmg.2017.12.006] [PMID]
18. Ebner T, Moser M, Sommergruber M, Tews G. Selection based on morphological assessment of oocytes and embryos at different stages of preimplantation development: A review. Hum Reprod Update 2003; 9: 251-262. [DOI:10.1093/humupd/dmg021] [PMID]
19. Feldman B, Aizer A, Brengauz M, Dotan K, Levron J, Schiff E, et al. Pre-implantation genetic diagnosis-should we use ICSI for all? J Assist Reprod Genet 2017; 34: 1179-1183. [DOI:10.1007/s10815-017-0966-7] [PMID] [PMCID]
20. Fan J, Wang L, Wang H, Ma M, Wang S, Liu Z, et al. The clinical utility of next-generation sequencing for identifying chromosome disease syndromes in human embryos. Reprod Biomed Online 2015; 31: 62-70. [DOI:10.1016/j.rbmo.2015.03.010] [PMID]
21. Montazeri F, Foroughmand AM, Kalantar SM, Aflatoonian A, Khalilli MA. Tips and tricks in fluorescence in-situ hybridization (FISH)-based preimplantation genetic diagnosis/screening (PGD/PGS). Int J Med Lab 2018; 5: 84-98.
22. Yang L, Lv Q, Chen W, Sun J, Wu Y, Wang Y, et al. Presence of embryonic DNA in culture medium. Oncotarget 2017; 8: 67805-67809. [DOI:10.18632/oncotarget.18852] [PMID] [PMCID]
23. Hammond ER, McGillivray BC, Wicker SM, Peek JC, Shelling AN, Stone P, et al. Characterizing nuclear and mitochondrial DNA in spent embryo culture media: Genetic contamination identified. Fertil Steril 2017; 107: 220-228. [DOI:10.1016/j.fertnstert.2016.10.015] [PMID]
24. Esmaeili M, Bazrgar M, Gourabi H, Ebrahimi B, Borjian Boroujeni P, Fakhri M. Noninvasive sexing of human preimplantation embryos using RT-PCR in the spent culture media: A proof-of-concept study. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol 2020; 252: 89-93. [DOI:10.1016/j.ejogrb.2020.06.023] [PMID]
25. Mousavi AS, Amiri S, Mehdizadeh M, Bakhtiari M, Mirsanei JS, Nikmard F, et al. Development of a PCR-based method to identify fetal sex during IVF cycles. Zygote 2024; 32: 271-278. [DOI:10.1017/S096719942400011X] [PMID]
26. Kobayashi M, Kobayashi J, Shirasuna K, Iwata H. Abundance of cell‐free mitochondrial DNA in spent culture medium associated with morphokinetics and blastocyst collapse of expanded blastocysts. Reprod Med Biol 2020; 19: 404-414. [DOI:10.1002/rmb2.12344] [PMID] [PMCID]
27. Khudari L, Halabi M, Fahoum SA. Preimplantation aneuploidy screening using embryonic cell-free DNA isolated from spent culture medium: A case report. Egypt J Med Hum Genet 2025; 26: 24. [DOI:10.1186/s43042-025-00654-2]
28. Chen C, Tang T, Song Q-L, He Y-J, Cai Y. Confusing finding of quantitative fluorescent polymerase chain reaction analysis in invasive prenatal genetic diagnosis: A case report. World J Clin Cases 2023; 11: 6895-6901. [DOI:10.12998/wjcc.v11.i28.6895] [PMID] [PMCID]
29. Wu H, Ding C, Shen X, Wang J, Li R, Cai B, et al. Medium-based noninvasive preimplantation genetic diagnosis for human α-thalassemias-SEA. Medicine (Baltimore) 2015; 94: e669. [DOI:10.1097/MD.0000000000000669] [PMID] [PMCID]
30. Huang J, Yao Y, Zhou Y, Jia J, Wang J, Ren J, et al. Non-invasive chromosome screening for embryo preimplantation using cell-free DNA. In: Wang WH. Infertility and assisted reproduction. London: IntechOpen; 2021. [DOI:10.5772/intechopen.98416]
31. Wang WH. Infertility and assisted reproduction. London: IntechOpen; 2021. [DOI:10.5772/intechopen.95184]
32. Zare M, Totonchi M, Gourabi H, Zamanian M, Mohammadi R, Zeinali S, et al. Non-invasive human preimplantation embryos sex determination using STR-based fluorescent multiplex PCR on days 3 and 5 post-fertilization. Zygote 2025; 33: 145-155. [DOI:10.1017/S0967199422000351] [PMID]
33. Azab NI, Salim RF, Elshazly AM, Hadi Farag MA, Assar T. Validity of real time PCR in preimplantation gender determination for single human blastomere. Bullet Egypt Soc Physiol Sci 2016; 36: 94-106. [DOI:10.21608/besps.2016.8651]
34. Zagers MS, Laverde M, Goddijn M, De Groot JJ, Schrauwen FAP, Vaz FM, et al. The composition of commercially available human embryo culture media. Hum Reprod 2025; 40: 30-40. [DOI:10.1093/humrep/deae248] [PMID] [PMCID]
35. Tarahomi M, Vaz FM, van Straalen JP, Schrauwen FAP, van Wely M, Hamer G, et al. The composition of human preimplantation embryo culture media and their stability during storage and culture. Hum Reprod 2019; 34: 1450-1461. [DOI:10.1093/humrep/dez102] [PMID]
36. Van Winkle LJ. Amino acid transport and metabolism regulate early embryo development: species differences, clinical significance, and evolutionary implications. Cells 2021; 10: 3154. [DOI:10.3390/cells10113154] [PMID] [PMCID]
37. Huo P, Zhu Y, Liang C, Yao J, Le J, Qin L, et al. Non-invasive amino acid profiling of embryo culture medium using hplc correlates with embryo implantation potential in women undergoing in vitro fertilization. Front Physiol 2020; 11: 405. [DOI:10.3389/fphys.2020.00405] [PMID] [PMCID]
38. Gardner DK, Wale PL. Analysis of metabolism to select viable human embryos for transfer. Fertil Steril 2013; 99: 1062-1072. [DOI:10.1016/j.fertnstert.2012.12.004] [PMID]
39. Eldarov C, Gamisonia A, Chagovets V, Ibragimova L, Yarigina S, Smolnikova V, et al. LC-MS analysis revealed the significantly different metabolic profiles in spent culture media of human embryos with distinct morphology, karyotype and implantation outcomes. Int J Mol Sci 2022; 23: 2706. [DOI:10.3390/ijms23052706] [PMID] [PMCID]
40. Meng H, Huang S, Diao F, Gao C, Zhang J, Kong L, et al. Rapid and non-invasive diagnostic techniques for embryonic developmental potential: A metabolomic analysis based on Raman spectroscopy to identify the pregnancy outcomes of IVF-ET. Front Cell Dev Biol 2023; 11: 1164757. [DOI:10.3389/fcell.2023.1164757] [PMID] [PMCID]
41. Pinto S, Guerra-Carvalho B, Crisóstomo L, Rocha A, Barros A, Alves MG, et al. Metabolomics integration in assisted reproductive technologies for enhanced embryo selection beyond morphokinetic analysis. Int J Mol Sci 2023; 25: 491. [DOI:10.3390/ijms25010491] [PMID] [PMCID]
42. Leese HJ, McKeegan PJ, Sturmey RG. Amino acids and the early mammalian embryo: origin, fate, function and life-long legacy. Int J Environ Res Public Health 2021; 18: 9874. [DOI:10.3390/ijerph18189874] [PMID] [PMCID]
43. Voros C, Darlas M, Athanasiou D, Athanasiou A, Athanasiou A, Bananis K, et al. Evaluation of the effectiveness and accuracy of non-invasive preimplantation genetic testing (nipgt) compared to invasive embryo biopsy. Biomedicines 2025; 13: 2010. [DOI:10.3390/biomedicines13082010] [PMID] [PMCID]
44. Bacal V, Li A, Shapiro H, Rana U, Zwingerman R, Avery L, et al. A systematic review and meta-analysis of the diagnostic accuracy after preimplantation genetic testing for aneuploidy. PLoS One 2025; 20: e0321859. [DOI:10.1371/journal.pone.0321859] [PMID] [PMCID]
بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.