Non-invasive PGT

Abstract

Preimplantation genetic testing is implemented worldwide as an effective tool to avoid transmission of single gene disorders and/or chromosome abnormalities. This approach requires the obtention of representative samples from embryos in order to infer its genetic status. Nowadays, the embryo biopsy is the first-choice method for embryo sampling. Biopsy procedures are safe and widely performed in the clinical routine. However, this intervention is invasive and requires trained personnel and investment in specific equipment. Recently, new sampling methods have been suggested under the term of “non-invasive”. These approaches are based on the existence of cell-free DNA into the embryo or its environment. An increasing number of studies suggest the collection of fluid from embryos or spent culture medium to obtain cell-free DNA to assess the genetic condition of preimplantation embryos avoiding embryo biopsy. The reliability of this attractive idea needs to be confirmed and validated. In this sense, this work offers a deep review of data published to date. Several methods of DNA detection, quantification and amplification have been tested and different protocols and culture systems, with or without additional embryo manipulations, are being investigated. In general terms, an enormous variability among published results is noteworthy. Central aspects as DNA detection rates, contamination with extraembryonic DNA and concordance between results (cell-free DNA versus embryo samples) are centring proofs-of-concept and validation experiments. However, basic questions as the biological origin and representativeness of cell-free DNA are pending to be answered. Solved, unsolved and serious limitations of the new approaches are discussed. A final reflection respecting the state of the technique is offered.

Resumen

Las pruebas genéticas de preimplantación se aplican en todo el mundo como una herramienta eficaz para evitar la transmisión de trastornos de un solo gen o de anomalías cromosómicas. Este enfoque requiere la obtención de muestras representativas de los embriones para inferir su estado genético. Hoy en día, la biopsia embrionaria es el método de primera elección para la toma de muestras de embriones. Los procedimientos de biopsia son seguros y se realizan ampliamente en la rutina clínica. Sin embargo, esta intervención es invasiva y requiere personal capacitado e inversión en equipos específicos. Recientemente, se han propuesto nuevos métodos de muestreo bajo el término de «no invasivos». Estos enfoques se basan en la existencia de ADN libre de células en el embrión o en su entorno. Un número cada vez mayor de estudios proponen la recogida de líquido de los embriones o del medio de cultivo empleado para obtener ADN libre de células con el fin de evaluar el estado genético de los embriones de preimplantación y evitar la biopsia embrionaria. La fiabilidad de esta atractiva idea debe ser confirmada y validada. En este sentido, este trabajo ofrece una profunda revisión de los datos publicados hasta la fecha. Se han probado varios métodos de detección, cuantificación y amplificación del ADN y se están investigando diferentes protocolos y sistemas de cultivo, con o sin manipulaciones adicionales del embrión. En términos generales, destaca una enorme variabilidad entre los resultados publicados. Aspectos centrales como las tasas de detección de ADN, la contaminación con ADN extraembrionario y la concordancia entre los resultados (ADN libre de células frente a muestras de embriones) están centrando las pruebas de concepto y los experimentos de validación. Sin embargo, cuestiones básicas como el origen biológico y la representatividad del ADN libre de células están pendientes de respuesta. Se discuten los problemas resueltos, los no resueltos y las graves limitaciones de los nuevos enfoques. Se ofrece una reflexión final respecto al estado de la técnica.