Questo articolo descrive la scelta di sonde adatte per singola cella PESCE, tecniche di estensione per i nuclei blastomeri, e ibridazione in situ e segnando segnale, applicato alla diagnosi genetica pre-impianto (PGD) in ambito clinico.
Diagnosi pre-impianto genetico (PGD) è un'alternativa stabilito per la diagnosi prenatale, e coinvolge la selezione pre-impianto degli embrioni da una coorte generato dalla tecnologia di riproduzione assistita (ART). Questa selezione può essere richiesto a causa di malattie monogeniche familiare (per esempio la fibrosi cistica), o perché uno dei partner porta un riarrangiamento cromosomico (ad esempio un doppio senso traslocazione reciproca). PGD è disponibile per coppie che hanno avuto precedenti figli affetti, e / o nel caso di riarrangiamenti cromosomici, aborti ricorrenti o infertilità. Ovociti aspirati stimolazione ovarica seguito vengono fecondati in vitro da parte de immersione nel liquido seminale (IVF) o mediante iniezione intracitoplasmatica di un singolo spermatozoo (ICSI). Pre-impianto scissione embrioni allo stadio sono sottoposte a biopsia, di solito con la rimozione di una singola cellula il 3 ° giorno post-fertilizzazione, e la cellula biopsia è testato per stabilire lo status genetico dell'embrione. Ibridazione in situ fluorescente (FISH) su nuclei fisso di cellule sottoposte a biopsia con target specifici per sonde di DNA è la tecnica di scelta per rilevare squilibrio cromosoma associata a riarrangiamenti cromosomici, e di selezionare gli embrioni femminili nelle famiglie con X-linked malattia per la quale non vi è nessuna mutazione specifica di test. PESCE è stato utilizzato anche per gli embrioni schermo per aneuploidie dei cromosomi spontanea (noto anche come PGS o PGD-AS) al fine di cercare di migliorare l'efficienza di riproduzione assistita, tuttavia, il valore predittivo di questo test utilizzando la diffusione e la tecnica FISH descritta qui è probabile che sia inaccettabilmente basso nelle mani di molte persone e non è raccomandato per l'uso clinico di routine. Descriviamo la selezione di apposite sonde per singola cella PESCE, tecniche di estensione per i nuclei blastomeri, e ibridazione in situ e segnando segnale, applicato alla PGD in ambito clinico.
L'applicazione di ibridazione in situ fluorescente (FISH) in una singola cellula embrionale (blastomero) presenta sfide particolari sia nel aspetti pratici e per l'interpretazione del modello del segnale. La cella biopsia deve essere diffuso all'interno di una zona di pre-definito sulla diapositiva in modo da facilitare la sua localizzazione seguenti pesci; estrema cura deve essere presa per assicurare che la cellula subisce una lisi, che il citoplasma è stato disperso, e che il nucleo è visibile e intatto, e, come la diagnosi dipende dai risultati di questa singola cella, segnando rigorose e interpretazione linee guida dovrebbero essere applicate. Tuttavia, in mani esperte, FISH è una tecnica robusta per la pre-impianto diagnosi genetica preimpianto (PGD) nella pratica clinica. Il principio della PGD mediante FISH è che l'obiettivo sonde specifiche di DNA marcati con fluorocromi diversi o apteni possono essere usati per rilevare il numero di copie di loci specifici, e quindi di rilevare lo squilibrio dei cromosomi associati a segregazione meiotica di riarrangiamenti cromosomici (1), tra cui robertsoniane traslocazioni, traslocazioni reciproche, inversioni, e riarrangiamenti complessi (2). PESCE può anche essere usato per selezionare gli embrioni femminili nelle famiglie con X-linked malattia, per cui non esiste nessuna mutazione specifica di test (3, 4). Più controverso, PESCE è stato utilizzato anche per lo screening per aneuploidie dei cromosomi sporadici al fine di cercare di migliorare l'efficienza di riproduzione assistita (5, 6), ma il valore predittivo di questo test utilizzando FSIH è probabile che sia inaccettabilmente basso nella maggior parte delle persone mani e non è raccomandato per uso clinico di routine (7). Questo articolo si concentra sugli aspetti tecnici e le limitazioni della FISH applicata alla clinica cella singola diagnosi.
Metodi di diffusione e di fissaggio blastomeri singolo includono metanolo / acido acetico (5, 8), Tween / HCl (9), e una combinazione di Tween / HCl e metanolo / acido acetico (10). Le variazioni includono il trattamento ipotonico delle cellule prima di diffondere e / o pepsina ed il trattamento paraformaldeide dopo la fissazione. Il metodo deve essere opportunamente convalidato per il laboratorio (14). Il Tween / HCl metodo è descritto in dettaglio in questo articolo. Il Tween / HCl metodo è tecnicamente semplice e altamente riproducibile in diversi laboratori. Questo metodo può essere utilizzato per preparare singoli nuclei per la diagnosi FISH della determinazione del sesso e riarrangiamenti cromosomici con accettabile accuratezza diagnostica (7).
Mescola sonda può combinare direttamente etichettati e indirettamente sonde marcate, e le sonde di diversi produttori. Sonde per conoscere regioni cromosomiche polimorfici (11, 12), o quelli noti a cross-ibridare in modo significativo con altri cromosomi (13) dovrebbe essere evitata, anche se può essere utilizzato se dimostrato di essere appropriate e specifiche per la PGD da test prima su entrambi i partner riproduttivo . Fluorocromi disponibile / apteni e le strategie per sonde discriminanti sono le seguenti: Texas Red (TR), isotiocianato di fluorescina (FITC), SpectrumGreen (Vysis), SpectrumOrange (Vysis), SpectrumAqua, sonde biotinilato rilevati con TR-avidina, coniugati con avidina, o Cy-5 streptavidina (visualizzato per mezzo di un filtro FarRed), un mix di sonde rosso e verde per la produzione di un segnale giallo, un secondo round di ibridazione e di un terzo colore creato catturando in sequenza di SpectrumOrange utilizzando un TexasRed e un filtro SpectrumGold).
Un insieme sonda contenente tre sonde, specifici per le regioni del centromero i cromosomi X e Y e autosoma uno, è raccomandato per la determinazione del sesso (14), la sonda autosomica viene utilizzato per stabilire ploidia e quindi a distinguere tra X trisomia (2n, 47 , XXX) e triploidia (3n, 69, XXX), e tra tetrasomia X (48, XXXX) e tetraploidia (4n, 92, XXXX). Una sonda applicata in tipico di questa impostazione è il mix AneuVysion Abbott contenenti alpha-satellite X, Y, e 18; questo set sonda ha dimostrato di avere un tasso di polimorfismo molto basso, e quindi pre-trattamento work-up dei partner riproduttivo non è necessaria (14).
Il mix di sonda per qualsiasi riordinamento specifici devono: Idealmente contenere sonde almeno sufficiente a rilevare tutti i prodotti attesi del riassetto con squilibrio cromosomico. Se ciò non fosse possibile, la sonda si mescola in cui i prodotti non rilevati sbilanciato sono stati valutati per essere non vitali in una gravidanza riconoscibile e possono avere prevalenza molto bassa può essere accettabile (14). Essere testato su colture metafasi di linfociti da entrambi i partner riproduttivo. Almeno dieci diffonde metafase devono essere esaminati per la specificità della sonda, polimorfismi e cross-ibridazione, e, per il vettore riarrangiamento cromosomico, per garantire che le sonde ibridano come previsto ai diversi segmenti del riassetto. Inoltre, almeno 100 nuclei interfasici da questi preparati dovrebbero essere segnati per valutare la specificità del segnale, la luminosità e discretezza (14).
Commercial set sonda PGS sono disponibili (ad esempio Abbott MultiVysion PB o PGT), intese a promuovere l'cromosomi più frequentemente trovato per essere aneuploidi in prodotti del concepimento, e composta da una singola sonda per cromosoma mirati. In genere il nucleo può avere una seconda ibridazione con sonde per i cromosomi supplementari destinate a fornire un test per i cromosomi 13, 15, 16, 18, 21, 22, e XY (14). Il valore predittivo di questo test utilizzando la diffusione e la tecnica FISH qui descritto è probabile che sia inaccettabilmente basso nelle mani di molte persone e non è raccomandato per l'uso clinico di routine (7, 15).
Tecniche come ibridazione genomica comparativa (CGH) applicata a singole cellule sono in grado di testare per il numero di copie di ogni cromosoma (Wilton et al. 2001), e l'utilizzo di polimorfismi a singolo nucleotide (SNP) array e analisi quantitativa (Wells et al . 2008) o genotipizzazione "karyomapping" (Handyside et al. 2009) sono promettenti tecniche alternative per rilevare aneuploidie dei cromosomi. Tuttavia, il limite di risoluzione e precisione lo sbilanciamento segmento rimangono incerte ed è probabile che PESCE continuerà ad essere la tecnica di scelta per i riarrangiamenti cromosomici che coinvolgono piccoli segmenti.
The authors have nothing to disclose.
Material Name | Tipo | Company | Catalogue Number | Comment |
---|---|---|---|---|
Hydrochloric Acid, 2.5L | VWR | 101254H | ||
Sodium Chloride, 5Kg | VWR | 443827W | ||
Potassium Chloride, 250g | VWR | 26764.232 | ||
di-Sodium Hydrogen Orthophosphate Anhydrous, 500g | VWR | 102494C | ||
Potassium Dihydrogen Orthophosphate, 500g | VWR | 10203 4B | ||
Sodium Hydroxide Pellets, 500g | VWR | 28245.265 | ||
Tween20, 500mL | VWR | 663684B | ||
Ethanol, 2.5L | VWR | 8.18760.2500 | Duty Paid | |
Tri-Sodium Citrate, 5Kg | VWR | 27833.363 | ||
Cow Gum, 250mL | Cow Proofings Ltd. | No longer available | Old stocks can still be found in art shops | |
DAPI/Antifade ES, 0.125μg/mL, 500ul | Cytocell | DES500L | 150μl vial rec’d with each Cytocell TEL Probe | |
Nail Varnish, 12mL | Boots | 10088316001 | ||
Amine-coated Slides, 25 | Genetix | K2615 | ||
DAPI, 0.1mL | Sigma-Aldrich | D-9542 | ||
Vectashield, 10mL | Vector Laboratories | H1000 | ||
Texas-Red-avidin, 0.001mL | Vector Laboratories | A-2016 | ||
FITC-avidin, 0.001mL | Vector Laboratories | A-2011 | ||
Cy-5 Streptavidin, 0.001mL | GE Healthcare | PA45001 | ||
Microcentrifuge Tubes, 1.75mL, box of 500 | Thistle Scientific | AX-MCT-175-C | ||
Microcentrifuge Tubes, 0.6mL, box of 1000 | Thistle Scientific | AX-MCT-060-C-CS | ||
30ml Universal Containers, box of 400 | Sterilin | 128B | Available from NHS Supply Chain, Cat No. KCP053 | |
Hot Block | ||||
Spirit Burner Spirit Burner Socket Spirit Burner Wick |
VWR VWR VWR |
451-0107 451-3112 451-3111 |
||
Plugged Glass Pipettes | Fisher Scientific | PMK-300-052R | ||
Dissecting Microscope | Wild Heerbrugg | |||
Tissues, 100boxes | NHS SUPPLY CHAIN | MJT058 | ||
Metal Culture Trays | ||||
Plastic Melamine Trays | VWR | 682-009 | ||
Oven | ||||
Mouth Pipette Mouthpiece | Scientific Laboratory Supplies | HAE3700 | ||
Tubing | ||||
Syringe Filter, 0.2μm pore size, 25mm diameter | Fisher Scientific | FDM-340-010U | ||
Diamond Pen | VWR | 818-0021 | ||
Hot Block for Slides | Thermo Hybaid | HBOSBB | ||
Hybridization Chamber | ||||
Tissue Roll | NHS SUPPLY CHAIN | MJT004 | ||
Schieferdecker Jar | VWR | 631-9313 | ||
Coplin Jar | VWR | 631-9331 | ||
Forceps, Fine | VWR | 232-2123 | ||
Forceps, Blunt | VWR | 232-2113 | ||
1000mL Beaker | VWR | 213-1642 | ||
Phase Contrast Microscope | Nikon | E200 | ||
Fibre-free Blotting Cards, box of 100 | Fisher Scientific (Raymond Lamb) | SDE1 | ||
Blue-Frosted Microscope Slides, box of 100 | Scientific Laboratory Supplies | MIC3022 | ||
Coverslips, 18x18mm, No. 1, box of 200 | Scientific Laboratory Supplies | MIC3110 | ||
Coverslips, 22x22mm, No. 0, box of 200 | Scientific Laboratory Supplies | MIC3104 | ||
Coverslips, 22x50mm, No. 0, box of 100 | Scientific Laboratory Supplies | MIC3206 | ||
1mL Syringe, box of 100 | NHS Supply Chain | FWC045 | ||
1mL Pipette Tip, 10racks of 1000 | Thistle Scientific | AX-T-1000-C-L-R | ||
Incubator | LEEC | |||
Waterbath | Grant | W22 | ||
Alcohol Thermometer | Various sources available | |||
pH Meter | Jenway | 3305 | ||
pH Electrode | VWR | 662-1759 | BNC Plug to fit Jenway pH meter 3305 | |
Heated Stirrer | Bibby | HC502 | ||
1mL Pasteur Pipettes, box of 500 | Scientific Laboratory Supplies | PIP4202 | ||
Parafilm, 50mm x 75m | VWR | 291-1214 |