PGD for single gene diseases. PGD per malattie monogeniche

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1 PGD for single gene diseases PGD per malattie monogeniche In partnership con: Via F. Ferrer 25/ Busto Arsizio (VA) - Italy Tel Fax

2 PGD for single gene diseases Presentation. What is it? Preimplantation genetic diagnosis (PGD) is a genetic analysis process linked to one IVF cycle. The analysis of embryos obtained by assisted reproduction techniques performed before the embryo implantation takes place includes: prolonged embryo cultivation, embryo biopsy, the genetic analysis of these biopsies and the transfer of normal embryos, as well as the vitrification (i.e. freezing) of the normal embryos not transferred. Single gene diseases are hereditary genetic pathologies that are caused by the alteration of DNA sequences in a specific gene. These mutations are generally transmitted in families, generation after generation but it is also possible that they could appear for the first time in the offspring of a couple or individual. Objective. What is it used for? The PGD for single gene diseases aims to analyze a cohort of embryos in order to avoid the transmission of a hereditary disease present in the family to the offspring. This is achieved by classifying the analyzed embryos and separating those that have not inherited the mutation or mutations studied, hence fetuses developing from these embryos will not suffer from the disease(s) in question, whereas those with the mutation will be genetically abnormal. PGD Per malattie monogeniche Presentazione. Di che cosa si tratta? La diagnosi genetica di preimpianto (PGD) è un processo di analisi genetica collegata ad un ciclo di fertilizzazione in vitro (IVF). Si tratta dell analisi di embrioni ottenuti attraverso tecniche di riproduzione assistita prima che gli embrioni vengano impiantati. Essa include: coltivazione prolungata dell embrione, biopsia dell embrione, analisi genetica di ognuna delle biopsie effettuate e trasferimento degli embrioni normali, come anche la vitrificazione (i.e. congelamento) degli embrioni normali non trasferiti. Le malattie monogeniche consistono in patologie genetiche ereditarie causate dalla alterazione di sequenze del DNA in uno specifico gene. Queste mutazioni sono generalmente trasmesse per via famigliare, di generazione in generazione ma è anche possibile che possano apparire per la prima volta nella progenie di una coppia. Obiettivo: A quale scopo è usata? La PGD per le malattie monogeniche ha lo scopo di analizzare lo/ gli embrione/i generati per evitare la trasmissione ai discendenti di malattie ereditarie presenti a livello famigliare. Ciò si ottiene classificando gli embrioni analizzati e separando quelli che non hanno ereditato la mutazione famigliare, pertanto i feti che deriveranno da questi embrioni, non mostreranno la presenza della patologia genetica famigliare. Recommendations. Who and what is it for? This type of PGD is recommended for couples with personal or family backgrounds of a high risk of severe single gene diseases Raccomandazioni. A chi è indicata? Questo tipo di PGD è indicata per le coppie che possono essere esposte sia a livello personale o famigliare ad un alto rischio

3 like cystic fibrosis, the fragile X syndrome, muscular atrophy/ dystrophy, Huntington s disease, etc. Advantages. What are its advantages over other tests? The main advantage of this type of genetic analysis is that it permits the study of various in vitro embryos in order to determine those that are genetically normal, therefore candidates for uterine transfer. This way couples with a high genetic risk can avoid having to make difficult decisions regarding interrupting abnormal pregnancies. Samples. How? PGD for single gene diseases has two phases: (a) a genetic validation test and (b) genetic analysis of embryos. The validation test is performed before the start of the assisted reproduction cycle and requires blood samples from the couple, and preferably, those of other family members relevant to the case. We distinguish between (i) an informative test, i.e. a more general genetic analysis using genomic DNA to check for the more common diseases such as cystic fibrosis, spinal muscular atrophy, Huntington s, etc. and (ii) a unique PGD genetic analysis protocol using a single cell in cases where less frequent Mendelian inherited diseases are likely to be present. Regarding the embryo analysis, the biological sample obtained from the embryo biopsy is collected in a microtube in a sterile solution; it is then sent in a cold/frozen container to the analysis laboratory. Once received, the sample is maintained at -20 C until the required molecular genetics techniques are performed. di malattie monogeniche come la fibrosi cistica, la sindrome X fragile, la distrofia muscolare, la malattia di Huntington, ecc. Vantaggi. Quali benefici si ricavano nel sottoporsi a questa analisi? Il principale vantaggio di questo tipo di analisi genetica consiste nel diagnosticare gli embrioni in vitro che non presentano la patologia famigliare e pertanto candidabili ad un trasferimento uterino. In tal modo le coppie con un alto rischio genetico possono evitare di dover prendere difficili e dolorose decisioni in materia di interruzione di gravidanza nel caso dovesse essere riscontrata l anomalia genetica in epoca di gravidanza avanzata. Campioni. Come? La PGD per le malattie monogeniche consiste in due fasi consecutive: (a) un test genetico di validazione e (b) l analisi genetica degli embrioni. Il test genetico di validazione viene eseguito prima dell inizio del ciclo di riproduzione assistita e richiede dei campioni ematici della coppia, preferibilmente insieme a quelli di altri membri della famiglia. La procedura prevede pertanto, due passaggi separati in (i) un test informativo: vale a dire un analisi genetica più generale usando il DNA genomico per controllare le malattie più comuni come la fibrosi cistica, l atrofia muscolare spinale, la corea di Huntington, ecc ; (ii) un test genetico unico durante il quale viene utilizzata una singola cellula per identificare la presenza di malattie ereditarie mendeliane rare. Per quanto riguarda l analisi genetica dell embrione, il campione biologico ottenuto mediante biopsia embrionale viene raccolto in una provetta contenente una soluzione sterile, viene poi inviato in un contenitore congelato al laboratorio di analisi (TOMA). Una volta ricevuto, il campione viene mantenuto a -20 C fino a quando non vengono eseguite le analisi di genetica molecolare richieste.

4 Shipping. How, when, where and who? The blood or mouth cell samples used for the genetic validation tests are sent at room temperature or refrigerated at 4 C. The embryo samples are transported frozen in a special in a well protected cold container (-20 C) in order to avoid damage. They are sent immediately after biopsy. Sample processing and results delivery. When? The informative validation tests are performed in a maximum of seven business days. The development of the protocol for single cell PGD requires approximately two months before the start of the assisted reproduction cycle. Regarding embryo analysis, the genetic testing and results delivery requires between 24-48h. How do I start? Get in contact with: monogenic@tomalab.com FAQs Is it necessary to have already identified the mutation or mutations that cause the pathology before performing a PGD for a single gene disease? It is very useful to have previously identified the mutation or mutations before PGD. Nevertheless where a precise clinical report is available and if the disease case is familial (various members of a same family are affected, preferably in different generations) it may be possible to perform an indirect analysis to offer PGD. Examples of this indirect strategy would be familiar cases of polycystic kidney disease; neurofibromatosis familiar type 1; Marfan familiar syndrome, etc. Spedizione. Come, quando, dove e chi? I campioni di sangue o i tamponi buccali che verranno utilizzati per test genetico di validazione vengono inviati a temperatura ambiente o raffreddati a 4 C. I campioni degli embrioni vitrificati sono trasportati in una speciale contenitore refrigerato (-20 C) ben protetto per evitare danneggiamenti. L invio avviene immediatamente dopo la biopsia. Analisi del/i campione/i e consegna del referto. Quando? Il test genetico di validazione per le mutazioni più comuni viene eseguito in un massimo di sette giorni lavorativi. Invece, lo sviluppo del protocollo per l esecuzione della PGD su singola cellula per mutazioni rare richiede circa due mesi prima dell inizio del ciclo di riproduzione assistita. Per quanto riguarda l analisi genetica dell embrione, e la consegna del referto, essi necessitano dalle 24 alle 48 ore. Come posso richiederla? Entra in contatto con: monogenic@tomalab.com Domande e Risposte frequenti È necessario aver già identificato la/e mutazione/i che causano la patologia prima di eseguire una PGD per una malattia genetica? Per la ricerca della mutazione genetica è necessario avere già identificato la mutazione o le mutazioni prima di eseguire un analisi PGD. Tuttavia quando è disponibile una relazione clinica precisa della presenza nella famiglia di una patologia genetica, ma non si conosce la mutazione potrebbe essere possibile eseguire un analisi PGD indiretta. Esempi di questa strategia indiretta potrebbero essere i casi famigliari di malattia del rene policistico, Neurofibromatosi famigliare di tipo 1, sindrome di Marfan famigliare, ecc.

5 If it is a de novo case - one with no previous family history of the disease - it is essential to have identified the mutation that causes the disease prior to PGD. Se una coppia è fertile, ma è a conoscenza della presenza di una malattia genetica, può essere eseguita una PGD? If a couple is fertile but has a background of genetic disease, can a PGD be performed? Even though PGD is linked to assisted reproduction, a fertile couple can equally use this genetic analysis in order to avoid having an affected offspring. This ensures gestation of a fetus free from the disease, and therefore avoids the difficult process of making decisions about interrupting abnormal pregnancies. If I have performed a PGD analysis in another center, do I have to perform the validation test again before the PGD cycle? We will probably have to repeat the validation test. This is because each center uses equivalent analysis strategies but these are not necessarily identical. For example, for each case multiple genetic markers are used to guarantee high diagnosis reliability: the markers chosen by one center and another are likely to be different therefore we will require different information from a new informative test. In agreement with recommendations of European Society of Human Genetics and of European Society of Human Reproduction and Embryology (Harper et al, 2013) TOMA Laboratory is accredited UNI EN ISO 9001:2008, UNI EN ISO 15189:2007 and SIGUCERT2009. Array-CGH technique is covered by all certifications. TOMA Laboratory participates to external control quality certification programs (CEQA). Anche se PGD è legata alla riproduzione assistita, una coppia fertile può ugualmente utilizzare questa analisi genetica, per evitare di avere una prole affetta dalla malattia genetica famigliare? Questa analisi rassicura la coppia sul fatto che il feto in gestazione non sia affetto dalla malattia genetica, ed evita pertanto il difficile e doloroso processo di dover prendere una decisione in merito ad una eventuale interruzione della gravidanza a seguito di una diagnosi prenatale. Se ho effettuato un analisi PGD in un altro centro, devo effettuare nuovamente il test genetico di validazione prima del ciclo PGD? Sarà probabilmente necessario ripetere il test genetico di validazione. Questo perché, anche se è vero che ogni centro utilizza strategie di analisi equivalenti, non è detto che queste siano identiche. Ad esempio, per ciascun caso vengono utilizzati più marcatori genetici per garantire un elevata affidabilità diagnostica e nessuno può garantire che i marcatori scelti da un centro siano perfettamente uguali a quelli scelti da un altro. In accordo con le raccomandazioni della European Society of Human Genetics e della European Society of Human Reproduction and Embryology (Harper et al, 2013) il laboratorio TOMA è accreditato UNI EN ISO 9001:2008, UNI EN ISO 15189:2007 e SIGU-CERT2009 (certificazione della qualità emessa dalla Società Italiana di Genetica Umana - SIGU). La tecnica di arraycgh è stata oggetto di tutte e tre le certificazioni. TOMA partecipa a certificazioni esterne di Qualità per la tecnica array-cgh (CEQA).

6 In agreement with recommendations of European Society of Human Genetics and of European Society of Human Reproduction and Embryology (Harper et al, 2013) TOMA Laboratory is accredited UNI EN ISO 9001:2008, UNI EN ISO 15189:2007 and SIGUCERT2009. Array-CGH technique is covered by all certifications. TOMA Laboratory participates to external control quality certification programs (CEQA). In partnership con: In accordo con le raccomandazioni della European Society of Human Genetics e della European Society of Human Reproduction and Embryology (Harper et al, 2013) il laboratorio TOMA è accreditato UNI EN ISO 9001:2008, UNI EN ISO 15189:2007 e SIGU-CERT2009 (certificazione della qualità emessa dalla Società Italiana di Genetica Umana - SIGU). La tecnica di arraycgh è stata oggetto di tutte e tre le certificazioni. TOMA partecipa a certificazioni esterne di Qualità per la tecnica array-cgh (CEQA).