Impactul concepției prin fertilizare in vitro asupra stabilității genomice la descendenții de șoarece

Un studiu publicat recent în revista Genome Research și realizat la The Jackson Laboratory analizează în detaliu modul în care procedurile de fertilizare in vitro pot influența stabilitatea ADN la puii de șoarece. Rezultatele indică o creștere moderată, dar detectabilă, a mutațiilor genetice apărute de novo la descendenții concepuți prin tehnici de reproducere asistată.
Tehnicile de reproducere asistată sunt utilizate tot mai frecvent, aproximativ 2,6% dintre nașterile din Statele Unite fiind obținute prin astfel de proceduri. Este cunoscut faptul că unele dintre aceste tehnici influențează procese epigenetice timpurii, în special în cadrul fertilizării in vitro și al injecției intracitoplasmatice de spermă. Totuși, modul în care ele afectează stabilitatea secvenței ADN nu a fost pe deplin clarificat. Literatura de specialitate include asocieri între anumite etape ale fertilizării in vitro și posibile modificări genetice, însă mecanismele rămân insuficient elucidate.

Despre studiu

Designul experimental

În această cercetare, au fost comparate două grupuri de șoareci din aceeași linie genetică (C57BL/6J), crescuți în condiții controlate:

• 12 șoareci concepuți printr-o serie standard de proceduri de reproducere asistată;
• 16 șoareci concepuți natural.

Protocolul tehnic al concepției asistate a inclus: hiperstimulare ovariană, izolare de gameți, fertilizare in vitro, cultură embrionară și transfer embrionar. Toți descendenții au fost secvențiați la o acoperire genomică de aproximativ 50×, folosind o metodologie riguroasă de identificare a variațiilor de nucleotid nou apărute.

Evaluarea mutațiilor genetice

Analiza s-a concentrat pe descoperirea variantelor de nucleotid apărute spontan în genom, cu accent pe:

• frecvența totală a mutațiilor;
• distribuția lor în genom;
• modelele mutaționale și semnăturile moleculare asociate reparației ADN;
• momentul apariției mutațiilor în primele etape ale dezvoltării embrionare.

Rezultate

Creștere de aproximativ 30% a mutațiilor apărute de novo

Rezultatele au evidențiat o creștere de aproximativ 30% a ratei mutațiilor de nucleotid la șoarecii proveniți din proceduri de reproducere asistată, comparativ cu cei concepuți natural. Intervalul de încredere pentru această diferență a fost cuprins între 4,5% și 56%, iar semnificația statistică a fost solidă (P = 0,017).

Mutații distribuite uniform și cu impact fenotipic redus

Mutațiile identificate au fost distribuite difuz în genom, fără acumulări în regiuni sau gene specifice, sugerând un fenomen generalizat. De asemenea, momentul apariției mutațiilor în embriogeneza timpurie a fost similar între grupurile analizate, ceea ce indică faptul că procedurile de reproducere asistată cresc probabilitatea apariției unor modificări genetice, fără a modifica dinamica temporală a procesului.

Conform estimărilor biologice, mai puțin de 2% dintre mutațiile noi sunt considerate potențial dăunătoare. Chiar și în contextul creșterii de 30%, probabilitatea ca o mutație suplimentară să fie patogenă rămâne extrem de scăzută. Proiecțiile autorilor sugerează că o mutație suplimentară cu potențial dăunător ar putea apărea la aproximativ un caz la 50 de șoareci concepuți in vitro.

Paralel cu efectele vârstei paternale

Nivelul suplimentar de mutații observat este comparabil cu ceea ce s-ar aștepta biologic dacă tatăl ar fi mai în vârstă cu aproximativ 30 de săptămâni. Având în vedere că vârsta paternă este un determinant major al ratei mutațiilor la mamifere, această analogie ajută la contextualizarea rezultatelor.

Mecanismele biologice posibile

Originile exacte ale mutațiilor suplimentare nu sunt încă complet înțelese. Ipotezele includ:

• modificări induse de tratamentele hormonale ce stimulează ovarele și reactivează meioza, un proces predispus la erori;
• manipularea fizică a embrionilor;
• condițiile chimice din mediul de cultură;
• interacțiuni cumulative între mai multe etape ale procedurii.

Profilarea semnăturilor mutaționale nu a arătat diferențe specifice între grupuri, ceea ce sugerează că mecanismul este unul global, nu legat de un pas anume al fertilizării in vitro.

Relevanța pentru oameni

Autorii subliniază că rezultatele nu pot fi extrapolate direct la oameni, deoarece:

• procedurile clinice la om diferă de cele utilizate în modelul murin;
• biologia reproductivă a speciilor este diferită (de exemplu, șoarecii nu au ciclu menstrual);
• persoanele care apelează la fertilizarea in vitro sunt deja expuse la factori de mediu și stil de viață cu potențial impact asupra genomului.

Totuși, rezultatele atrag atenția asupra necesității unor investigații aprofundate privind posibilul impact mutagenic al tehnicilor de reproducere asistată la om, pentru a informa complet și transparent pacienții.