Генетика

Думаем, многие из вас слышали о неинвазивном пренатальном тесте (НИПТ). А возможно кто-то даже выполнял это исследование в период вынашивания малыша. Сегодня мы подробнее расскажем вам, что это такое и для чего оно проводится.

Неинвазивный пренатальный тест (он же НИПТ) - это современный и безопасный метод определения хромосомных патологий плода с точностью около 99,9%. И если скрининги первого, второго триместра показывают лишь вероятность наличия у плода той или иной патологии, то данный тест определяет их наверняка.

В некоторых странах этот тест уже сдают вместо биохимического скрининга первого триместра. В России же он пока не так популярен.

НИПТ можно выполнять, начиная с 10 недели беременности. Но важным условием является показатель КТР (копчико-теменной размер плода). Он должен быть более 32 мм. Беременная девушка сдаёт кровь из вены, и результат готов обычно через 7-10 дней.

Основное преимущество этого метода исследования перед инвазивными методами - это отсутствие рисков. Ведь инвазивная диагностика: амниоцентез (забор околоплодных вод), биопсия ворсин хориона (анализ пробы плаценты) и исследование пуповинной крови плода, требуют пункции для взятия биологического материала. То есть, проще говоря, доктор прокалывает тонкой иглой переднюю брюшную стенку девушки. Риски преждевременных родов или иных осложнений при этом хоть и небольшие (0,3-1,2%), но есть. В отличие от неинвазивного теста, который абсолютно безопасен для матери и ребёнка.

НИПТ позволяет установить любые хромосомные нарушения плода, например, Синдром Дауна, Синдром Эдвардса, Патау и тд.

Основные показания для выполнения теста: возраст старше 35 лет; установленный с помощью биохимического скрининга высокий риск патологии малыша.

Вот такой чудо-анализ предлагает сегодня современная медицина!

Шансы наступления и сохранения беременности определяются различными генетическими факторами. Сохраните своего ребёнка — проконсультируйтесь с врачом клиники GMS ЭКО.

Невынашивание с генетическим фактором

Невынашивание беременности и потеря плода на ранних сроках остаются распространенной проблемой для многих семей. Одной из частых причин самопроизвольных абортов являются хромосомные транслокации — перемещение участков хромосом с одного места на другое. Родители с такой аномалией могут не иметь явных проблем со здоровьем и не подозревать о том, что являются носителями этих изменений. Однако при передаче транслокаций эмбриону возникает риск генетических нарушений, что может привести к выкидышам.

Как и почему происходят транслокации

Перестройка, при которой происходит перенос участка хромосомы на негомологичную хромосому, называется транслокацией.

При формировании структурной перестройки происходит повреждение ДНК.

Причины повреждения ДНК могут быть как внутренними, так и внешними. Эндогенные факторы, например, свободные радикалы, и экзогенные, такие как ионизирующее излучение или химиотерапия, способны вызывать разрывы ДНК. При этом могут происходить ошибки репарации — восстановления ДНК, когда участки хромосом неправильно соединяются, что приводит к их переносу на хромосомы принадлежащие к разным парам и формированию транслокаций. Эти изменения могут возникать во время созревания половых клеток и передаваться по наследству.

Реципрокные транслокации

Реципрокные транслокации — одна из самых распространённых хромосомных аномалий у человека. При такой перестройке генетический материал остаётся в том же количестве, но происходит обмен участками между двумя разными хромосомами, которые обычно не связаны друг с другом.

Люди с этой мутацией могут не иметь никаких явных проблем со здоровьем, но у них повышен риск бесплодия и самопроизвольных абортов. У детей, рождённых от таких родителей, могут возникнуть проблемы со здоровьем. В 5% случаев встречаются врождённые генетические отклонения и задержка в развитии.

Робертсоновские транслокации

Робертсоновские транслокации — это вид хромосомной перестройки, при которой две хромосомы сливаются в одну. Носители этой мутации могут столкнуться с проблемами фертильности.

Если один из родителей является носителем такой перестройки, может возникнуть несбалансированная мутация, что приводит к задержке в развитии и трудностям в обучении у ребенка. Могут развиваться синдром Тернера, раннее половое созревание, асимметрия лица, гидроцефалия, эпилепсия и другие патологии. Риск для ребенка выше, если носитель мутации — мать, а не отец. Симптомы зависят от того, на каких хромосомах произошла эта мутация.

Помимо нарушений в числе и структуре хромосом, риск невынашивания беременности могут повышать и более тонкие, точечные изменения — генетические мутации.

К ним относятся:

1. Мутации в генах системы свертывания крови (F2, F5, FGB, SERPINE1). Эти изменения приводят к тромбофилии — повышенному образованию тромбов, что может нарушать формирование сосудов плаценты и провоцировать выкидыши, особенно на поздних сроках, и к тяжелым осложнениям беременности (преэклампсия, задержка роста плода).
2. Мутации в генах обмена фолатов (MTHFR, MTRR, MTR). Нарушения в этом цикле приводят к повышению уровня гомоцистеина, который оказывает токсическое действие на эндотелий сосудов и также повышает риск тромботических осложнений, негативно влияя на плацентацию.

При выявлении повышенного риска тромботических осложнений, беременная консультируется у гемостазиолога. Прогноз в таких случаях в целом благоприятный. Практически любые изменения можно компенсировать назначением антикоагулянтов, препаратов фолиевой кислоты в активной форме и других лекарственных средств, безопасных для плода.

Диагностика транслокаций

Кариотипирование является основным методом диагностики хромосомных нарушений. Это генетическое исследование позволяет обнаружить разные виды транслокаций. Используется для пренатальной диагностики.

Хромосомные патологии можно выявить во время беременности с помощью инвазивных пренатальных тестов.

Виды инвазивной пренатальной диагностики:

1. хорион- и плацентобиопсия — забор ворсин хориона или плаценты;
2. амниоцентез — биопсия околоплодных вод;
3. кордоцентез — забор пуповинной крови плода.

Соматически здоровым носителям рекомендуется пройти обследование и получить консультацию генетика перед планированием детей.

Научные исследования позволяют понять, почему в некоторых семьях все дети рождаются одного пола. Ученые из Мичиганского университета провели исследование, в котором изучили генетические факторы, влияющие на пол ребенка. Они обнаружили, что гены RLF и KIF20B могут играть важную роль в этом процессе.

В мире каждый год рождается примерно одинаковое количество мальчиков и девочек. Однако в некоторых семьях наблюдается рождение только девочек или только мальчиков. Это явление побудило ученых внимательно изучить генетические влияния родителей. Используя данные Британского биобанка, включающего информацию о полумиллионе британцев, исследователи выявили генетическое изменение rs144724107. Это изменение увеличивает вероятность рождения девочки на 10%, но встречается у небольшого числа людей — всего у 0,5% участников. Оно расположено рядом с геном ADAMTS14, который участвует в сперматогенезе и оплодотворении.

Помимо этого, ученые обратили внимание на гены RLF и KIF20B, которые тоже могут влиять на соотношение полов в потомстве. Однако для подтверждения их роли необходимы дополнительные исследования на других выборках.

Эти результаты согласуются с принципом Фишера, который объясняет, почему в популяции сохраняется равное соотношение полов. Если в популяции доминирует один пол, естественный отбор способствует увеличению рождаемости противоположного пола, восстанавливая баланс.

Международная команда исследователей из США, Дании и Швеции попыталась разобраться, почему расстройства аутистического спектра (РАС) отмечаются у мальчиков заметно чаще, чем у девочек. Работа была опубликована в авторитетном научном журнале JAMA Psychiatry, и она основана на анализе большого массива данных о здоровье детей, родившихся в период с середины 1980-х по конец 1990-х годов.

РАС — это группа нейроразвивающихся состояний, при которых у человека возникают трудности в социальной коммуникации и повторяющееся поведение. Точные причины этих расстройств до сих пор остаются не до конца понятными, но в новом исследовании ученые сосредоточили внимание на генетических факторах.

Анализ показал, что у мальчиков генетическая составляющая риска развития РАС выше, чем у девочек. Оценки наследуемости у мальчиков составили примерно 87%, тогда как у девочек — около 76%. Эта разница в 11% считается статистически значимой. По мнению авторов исследования, более выраженное влияние генетических факторов у мальчиков может быть одной из причин их повышенной уязвимости к аутизму.

Исследователи предполагают, что разные механизмы запуска расстройств у представителей разных полов могут иметь значение для диагностики и лечения. Понимание генетических различий может помочь врачу точнее оценивать риски и подбирать стратегии помощи для детей с РАС.

Предимплантационная генетическая диагностика (ПГД) — это важный этап в экстракорпоральном оплодотворении, позволяющий выявить генетические аномалии у эмбриона до его имплантации в матку. Это исследование помогает значительно снизить риск рождения ребенка с врожденными патологиями и существенно увеличивает шансы на успешное вынашивание беременности.

Ранняя диагностика генетических нарушений в клетках эмбриона позволяет не только сократить вероятность рождения малыша с аномалиями, но и уменьшить риск осложнений для будущей матери. ПГД проводится параллельно с ЭКО и может выявить до 150 генетических заболеваний, что помогает не только увеличить эффективность процедуры, но и снизить риск невынашивания беременности.

Показания для проведения генетической диагностики эмбриона включают:

1. Наличие у родителей наследственных заболеваний, которые они могут передать ребенку.

2. Возраст матери старше 35 лет и отца старше 40 лет, когда увеличивается вероятность генетических ошибок в половых клетках.

3. Высокий риск резус-конфликта, который может привести к иммунным осложнениям.

4. Предыдущие неудачные попытки ЭКО или многократные спонтанные аборты.

5. Аномалии спермы у отца или генетические проблемы у родителей.

6. Необходимость в донорском ребенке для лечения существующего ребенка.

Для диагностики применяются современные молекулярно-генетические методы, такие как флуоресцентная гибридизация (FISH), сравнительная геномная гибридизация (CGH), полимеразно-цепная реакция (ПЦР) и секвенирование нового поколения (NGS). Эти методы позволяют подробно изучить хромосомный набор эмбриона и выявить возможные нарушения.

Процедура ПГД включает несколько этапов: получение генетического материала, диагностика нарушений, и пересадка эмбриона. Важно, чтобы эта диагностика проводилась в специальном центре под наблюдением квалифицированных специалистов.

Этические аспекты диагностики также заслуживают внимания. Хотя процедура позволяет отсеять эмбрионы с нарушениями на ранней стадии, она вызывает дискуссии о моральности такого подхода. Однако, многие специалисты считают, что это помогает избежать тяжелых решений в будущем.

Эффективность ПГД достигает 95-97%, однако она не гарантирует полное отсутствие нарушений. Процедура может быть сопряжена с минимальным риском для эмбриона, но современные технологии позволяют свести его к минимуму.

При выборе клиники для проведения ПГД важно учитывать квалификацию врачей и качество оборудования, чтобы обеспечить максимальную точность диагностики и безопасность процедуры.

В Великобритании благодаря новому методу ЭКО на свет появились восемь здоровых младенцев от матерей с мутациями в митохондриальной ДНК

Эта инновация позволила существенно уменьшить вероятность передачи генетических заболеваний от матерей к детям. Исследование считается прорывным, так как оно дает надежду женщинам с мутациями в митохондриальной ДНК на рождение детей без риска унаследовать тяжелые или смертельные заболевания.

Митохондриальные болезни встречаются у одного из 5000 новорожденных и не поддаются лечению. Они вызывают такие симптомы, как ухудшение зрения, диабет и мышечная атрофия. В 2015 году Великобритания стала первой страной, утвердившей методику ЭКО, включающую небольшое количество здоровой митохондриальной ДНК от донора в яйцеклетку матери и сперму отца. Хотя некоторые называют детей, рожденных таким способом, "трехродительскими", ученые подчеркивают, что доля донорской ДНК составляет всего около 0,1%.

Результаты британского испытания были опубликованы в журнале New England Journal of Medicine. У женщин, участвовавших в исследовании в Центре фертильности Ньюкасла, родилось восемь детей: четыре мальчика и четыре девочки. Исследование показало, что уровень мутировавшей митохондриальной ДНК, вызывающей болезни, снизился на 95-100% у шести младенцев и на 77-88% у двоих, что находится ниже диапазона, вызывающего заболевания. Это подтверждает эффективность метода в предотвращении передачи заболеваний от матери к ребенку.

Дети, появившиеся на свет в результате этого метода, сейчас здоровы. Один из младенцев имел нарушение сердечного ритма, которое успешно вылечили. Медики продолжат наблюдать за их здоровьем в будущем. Шведский эксперт в области репродуктивной медицины Нильс-Горан Ларссон назвал это открытие важным шагом вперед для семей, страдающих от разрушительных митохондриальных заболеваний.

Несмотря на успех, метод остается спорным и еще не утвержден в большинстве стран, включая США и Францию. Некоторые религиозные лидеры возражают против метода из-за уничтожения эмбрионов, а критики опасаются, что это может привести к созданию "дизайнерских" детей. В Великобритании только люди с высоким риском передачи митохондриального заболевания могут воспользоваться этой процедурой.

Французский специалист Джули Стефан отметила, что для митохондриальных заболеваний польза очевидна, однако в контексте лечения бесплодия эффективность не доказана. Эксперт из Оксфордского университета Даган Уэллс добавил, что некоторые ученые могут быть разочарованы, так как за долгое время было рождено всего восемь детей. Среди них есть трое, у которых наблюдался феномен "реверсии", когда изначально успешная терапия приводит к увеличению количества аномальных митохондрий к моменту рождения.

Долгое время в биологии и медицине господствовало простое и логичное представление: все сперматозоиды одного здорового мужчины генетически идентичны. Отличаются они только формой, подвижностью и скоростью. А значит, выбирая для ИКСИ самый «красивый» и быстрый сперматозоид, эмбриолог решает исключительно прикладную задачу — повысить шанс на оплодотворение. Генетическая информация будущего ребенка от этого выбора не зависит.

Шведские исследователи из Уппсальского университета под руководством Симоны Иммлер поставили это утверждение под сомнение. И их работа, опубликованная в авторитетном журнале PNAS, заставляет взглянуть на процесс оплодотворения совершенно иначе.

Эксперимент, который меняет картину

Ученые работали с данио-рерио — классическим модельным объектом биологии развития. Они разделили сперму одних и тех же самцов на две группы.

Первая группа (SAT) — «быстрая». Сперматозоидам сразу давали возможность оплодотворить икру, пока они максимально активны.

Вторая группа (LAT) — «долгоиграющая». Оплодотворение проводили только после того, как половина сперматозоидов теряла подвижность. Для каждого самца этот момент определяли индивидуально под микроскопом, и он оказался удивительно стабильным — в среднем 25 секунд после активации.

Чтобы исключить влияние случайных факторов, исследователи уравняли шансы на оплодотворение: в группе LAT брали вдвое больше спермы. А икру использовали только свежайшую — собранную не позднее чем за минуту до эксперимента.

Потомство «быстрых» и «долгоиграющих» сперматозоидов различается

Мальки, рожденные от «долгоиграющих» сперматозоидов, демонстрировали **более высокую выживаемость** в первые сутки жизни. Но самое интересное проявилось во взрослом возрасте.

Самцы, выросшие из LAT-сперматозоидов:

1. имели сперму, более богатую подвижными гаметами;
2. сами сперматозоиды у них были быстрее, чем у их братьев из SAT-группы;
3. успешность оплодотворения у таких самцов оказалась на 4% выше;
4. самки, спаривавшиеся с ними, выметывали на 20% больше икры (у данио-рерио самки способны регулировать количество икры в ответ на «качество» самца).

Кроме того, на ранних стадиях развития (через 8 часов после оплодотворения) в группе SAT в **80%** икринок обнаруживались клетки в состоянии апоптоза — запрограммированной гибели. В группе LAT таких икринок было только **50%**.

Эффект прослеживался и во втором поколении. Потомство LAT-самцов и LAT-самок оставляло больше нормально развивающихся яиц, чем потомство SAT-особей. Причем у самок преимущество проявлялось в выживаемости потомства, у самцов — в репродуктивных показателях.

Генетика или эпигенетика?

Различия между группами могут объясняться двумя механизмами.

Генетический: сперматозоиды действительно несут разный набор генов. Это означает, что в процессе созревания половых клеток (мейоза) отбор затрагивает не только целые организмы, но и отдельные гаметы. Раньше считалось, что такое возможно только у растений — там пыльцевые зерна конкурируют друг с другом за прорастание. У животных подобный механизм, «гаплоидный отбор», долгое время отрицали.

Эпигенетический: ДНК в сперматозоидах одинакова, но по-разному модифицирована (например, метилирована). Эти модификации влияют на активность генов и могут передаваться потомству.

Авторы исследования склоняются к **генетической** природе различий. Если это подтвердится, биологию размножения ждет серьезный пересмотр.

Что это значит для репродуктивной медицины?

Исследование проведено на рыбах, не на людях. Прямых доказательств того, что сперматозоиды человека так же гетерогенны по генетическому составу, пока нет.

Но фундаментальные механизмы передачи наследственной информации у позвоночных универсальны. И если гаплоидный отбор работает у данио-рерио, высока вероятность, что он работает и у млекопитающих, включая человека.

Это открывает новые горизонты:

1. выбор сперматозоида для ИКСИ перестает быть чисто «механическим» вопросом;
2. появляется потенциальная возможность отбирать не просто подвижные и морфологически нормальные гаметы, а носителей определенных генетических вариантов;
3. возможно, именно разнокачественностью сперматозоидов объясняются некоторые случаи неудач в программах ЭКО при формально нормальных показателях спермограммы.

Пока это только гипотезы. Но сама постановка вопроса — о том, что разные сперматозоиды одного мужчины могут нести разную генетическую информацию, — уже означает шаг вперед.

Современные технологии делают возможным выбор эмбрионов на основе их генетических характеристик. Теперь родители, планирующие ЭКО, могут не только мечтать о будущем своих детей, но и более осознанно подходить к выбору, благодаря анализу генетических профилей. В июне 2025 года компания Nucleus представила свою инновационную платформу Nucleus Embryo, которая позволяет родителям загружать данные ДНК эмбрионов для анализа более тысячи характеристик.

Это программное обеспечение предлагает родителям информацию о генетических рисках эмбрионов. Среди них — более 900 наследственных заболеваний, таких как муковисцидоз и серповидно-клеточная анемия, а также хронические состояния, включая диабет. Кроме того, платформа оценивает риски психического здоровья, включая депрессию и СДВГ, и анализирует физические черты, такие как рост и цвет глаз.

Технология также позволяет делать прогноз роста или цвета глаз с точностью до 90% для некоторых моногенных признаков. Однако выбор когнитивных черт и детальная настройка внешности пока остаются в пределах научных и этических ограничений. Введение таких технологий вызывает множество этических вопросов, связанных с понятием "дизайнерских детей" и возможным увеличением неравенства.

Несмотря на споры, 40% людей готовы использовать генетику для улучшения здоровья и внешности своих детей. Nucleus планирует дальше развивать свои технологии, включая интеграцию с методами редактирования генов, такими как CRISPR, к 2030 году. Однако пока это остается предметом будущих исследований и законодательных ограничений.

Однако, как отмечает CEO компании Киан Садеги, ДНК не определяет судьбу ребенка, и окружающая среда также играет важную роль в его развитии. В то время как спрос на такие технологии растет, важным остается вопрос о регулировании и этических границах их использования.

Генетические технологии для "улучшенных" детей: новое направление в США

В США разгорается дискуссия вокруг генетических исследований эмбрионов, использующихся в ЭКО, с целью их отбора по критериям IQ, роста и пола. Миллиардеры активно инвестируют в технологии, которые могут помочь создать "улучшенных" детей, как сообщает The Wall Street Journal. В статье упомянуты стартапы, занимающиеся разработкой таких технологий, включая генетическую модификацию эмбрионов для повышения интеллекта и других характеристик. Среди инвесторов названы Брайан Армстронг из Coinbase и Сэм Альтман из OpenAI, а также Илон Маск как потенциальный клиент.

Основательница стартапа Manhattan Project, Кэти Тай, заявила, что они сосредоточены на лечении заболеваний, а не на улучшении генетического материала. Она считает, что более гуманно использовать генное редактирование для предотвращения наследственных болезней. В настоящее время в США разрешены только исследования в этой области, но не их клиническое применение.

Известный китайский ученый Хэ Цзянькуй, основоположник генного редактирования, отказался от предложения открыть бизнес в США по созданию детей с улучшенными характеристиками. Он считает, что интеллект человека определяется не только генами, но и социальными факторами, такими как семья и общество.

По словам начальника лаборатории компании Herasight Джастина Шлида, их технологии уже сейчас позволяют отбирать эмбрионы без наследственных болезней и с потенциалом для более высокого IQ и роста. Однако он отмечает, что генное редактирование связано с серьезными этическими вопросами, и долгосрочные последствия таких вмешательств требуют тщательного изучения.

Стартап Preventive проводит эксперименты с генным редактированием, но из-за запрета на вмешательство в репродуктивные клетки в США компания ищет возможности за границей. Брайан Армстронг предложил создать генетически модифицированного ребенка втайне, чтобы избежать критики. Он считает, что такие технологии могут снизить риск ряда заболеваний.

Внимание к теме привлекли билборды в нью-йоркском метро с утверждениями о роли генов в интеллекте и росте. Российский иммунолог Михаил Болков отмечает, что отбор эмбрионов по генетическим параметрам уже возможен, но редактирование генов разрешено только в научных целях. Он подчеркивает, что интеллект формируется не только генами.

Антонина Есакова из Российского университета медицины заявила, что в РФ при ЭКО можно проверить эмбрионы на хромосомные аномалии. Это увеличивает вероятность рождения здорового ребенка, однако редактирование эмбрионов еще не готово для клинической практики и требует всестороннего тестирования.

Многое из того, что формирует нашу жизнь, происходит на невидимом уровне — в ДНК. Журнал The Scientist исследовал генетические аспекты, влияющие на обоняние, усвоение алкоголя и уникальность однояйцевых близнецов. Генетика раскрывает больше тайн, чем мы думаем. Вот некоторые из самых интересных открытий.

Являются ли однояйцевые близнецы действительно идентичными?

Хотя однояйцевые близнецы выглядят как зеркальное отражение друг друга, они имеют важные различия. Исследования показали, что близнецы могут по-разному поддаваться заболеваниям. Это подтолкнуло Тима Спектора из Лондонского королевского колледжа к исследованию химических изменений, таких как метилирование ДНК и ацетилирование гистонов, у близнецов. Эти изменения могут быть связаны с такими состояниями, как ожирение и диабет 2 типа, где один из близнецов болеет, а другой — нет. Эти находки помогают понять механизмы развития заболеваний.

Новая технология секвенирования ДНК может изменить уход за новорожденными

Команда исследователей из США детской больницы установила новый рекорд по скорости секвенирования (метод чтения ДНК, позволяющий понять, как устроен генетический код) генома — всего три часа и 57 минут. Это нацелено на ускорение генетического тестирования в неонатальных отделениях интенсивной терапии, где каждая минута на счету. Хотя это было исследовательское испытание, команда уверена в его клиническом потенциале.

Почему одни люди пьянеют быстрее других?

Помимо веса, пола и количества выпитого, в этом участвуют генетические различия и толерантность. Ферменты, такие как алкогольдегидрогеназа и альдегиддегидрогеназа, разрушают алкоголь, и их вариации могут влиять на скорость метаболизма и накопление побочных продуктов. Исследования показывают, что реакция мозга на алкоголь, включая координацию движений, различается у людей и может изменяться с опытом. Генетика и опыт употребления алкоголя вместе определяют, насколько быстро человек пьянеет.

Генетически модифицированные насекомые сокращают жизнь своих партнерш

Комары — не только раздражающие насекомые, но и переносчики болезней. Многие популяции комаров становятся устойчивыми к традиционным пестицидам, поэтому ученые обратились к генетике. Они модифицировали самцов насекомых с токсичными белками, которые сокращают жизнь самок, переносящих болезни. В университете Маккуори ученые успешно применили этот подход на фруктовых мухах, что дает надежду на будущее исследования генетической биоконтроля.

ДНК-профилирование: от поиска преступников до решения загадок

До появления генетики и ДНК-профилирования правоохранительным органам было сложнее идентифицировать преступников. Эта технология помогла оправдать невиновных и раскрыть тайны, такие как родословная последней императорской семьи России, Романовых. Сегодня судебная ДНК остается мощным инструментом для расследования преступлений и изучения истории человечества.