Изучение Х-хромосомных аберраций в клетках яичников с использованием флуоресцентной гибридизации in situ

Бесплодие – это проблема мужской или женской репродуктивной системы, затрагивающая примерно 186 миллионов человек репродуктивного возраста^во всем мире 1. Не менее чем у 35% бесплодных пар бесплодие вызвано расстройством женской репродуктивной^{системы2}. Существует множество факторов, которые могут вызвать женское бесплодие, такие как генетические факторы, аномалии половых путей, эндокринная дисфункция, воспалительные заболевания и ятрогенное лечение³.

Генетические аномалии присутствуют примерно у 10% бесплодных женщин ^4,5. Из всех генетических аномалий аберрации Х-хромосомы являются наиболее частой причиной дисгенезии яичников². В нескольких исследованиях сообщалось, что аберрации Х-хромосомы у женщин с синдромом Тернера (ТС) или синдромом тройной Х-хромомы связаны с преждевременной недостаточностью яичников из-за ускоренной потери половых клеток или нарушения оогенеза ^6,7,8.

Аберрации Х-хромосомы можно разделить на: 1) числовые аберрации, при которых число Х-хромосом разное, но Х-хромосомы не повреждены; и 2) структурные аберрации, при которых Х-хромосома приобрела или потеряла генетический материал ^3,9. Числовые аберрации Х-хромосомы встречаются чаще, чем структурные аномалии, и часто вызваны спонтанными ошибками при делении^{клеток 3,9}. Когда такая ошибка возникает во время мейоза, это может привести к анеуплоидным гаметам и, в конечном итоге, к потомству с хромосомными аберрациями во всех клетках. Когда хромосомные дефекты возникают в соматических клетках в результате ошибок, возникающих при митозе на ранних стадиях онтогенеза, это может привести к мозаицизму. У этих людей присутствуют как клетки с нормальным содержанием Х-хромосомы, так и клетки с аберрациями Х-хромосомы.

В 1980-х годах был разработан цитогенетический метод, называемый флуоресцентной гибридизацией in situ (FISH), для визуализации и определения местоположения специфических последовательностей нуклеиновых кислот на метафазных и межфазных хромосомах^10,11. Этот метод использует флуоресцентные меченные ДНК-зонды для связывания с определенной последовательностью в хромосоме, которую затем можно визуализировать с помощью флуоресцентного микроскопа.

В настоящее время FISH широко используется в качестве клинического диагностического инструмента и считается золотым стандартом в выявлении хромосомных аберраций¹⁰. В области репродуктивной медицины анализ спермы FISH был использован для получения представления о содержании Х-хромосом сперматозоидов у мужчин с числовыми или структурными хромосомными аберрациями в соматических клетках^12,13,14. Эти исследования показали, что мужчины с хромосомными аберрациями с большей вероятностью имели более высокую частоту анеуплоидных сперматозоидов, присутствующих в сперме, по сравнению с мужчинами с нормальными кариотипами^12,13,14.

В отличие от сперматозоидов, очень мало известно о содержании Х-хромосомы клеток яичников (включая ооциты, гранулезные/тека-клетки и стромальные клетки) у людей с хромосомной аберрацией, а также о возможных последствиях анеуплоидии этих клеток на их репродуктивный потенциал. Важной причиной скудности информации о кариотипе клеток яичников по сравнению со сперматозоидами является тот факт, что женщинам приходится проходить инвазивную процедуру, такую как пункция фолликулов или операция по получению ооцитов или ткани коры яичников. Поэтому женские гаметы трудно получить в исследовательских целях.

В настоящее время в Нидерландах проводится обсервационное интервенционное исследование для изучения эффективности криоконсервации ткани яичников у молодых женщин с TS¹⁵. Один фрагмент ткани коры яичников пациентки был доступен для идентификации Х-хромосомного содержимого клеток яичников^16,17. В рамках исследования был разработан новый метод, основанный на FISH диссоциированной ткани коры яичников, чтобы определить, присутствуют ли хромосомные аберрации в клетках яичников у женщин, несущих хромосомную аберрацию в неяичниковых соматических клетках, таких как лимфоциты или буккальные клетки. Кроме того, было определено влияние анеуплоидии в клетках яичников на фолликулогенез. С этой целью был модифицирован установленный протокол FISH, который позволяет анализировать гистологические срезы ткани коры яичников после искусственно индуцированного фолликулогенеза во время длительной ксенотрансплантации у мышей с ослабленным иммунитетом. В этом исследовании мы представляем два метода, основанных на FISH, для определения содержания Х-хромосомы в клетках яичников в нетрансплантированной и пересаженной ткани коры яичников у женщин с аберрациями Х-хромосомы, с целью улучшения фундаментальной науки по этой теме.