Informatie

Kan een foetus zich goed ontwikkelen in micro/zero-gravity?


Ik veronderstel dat een andere manier om naar de vraag te kijken is: hoe belangrijk is de zwaartekracht voor de ontwikkeling van zoogdierfoetussen?

En als het mis zou gaan, wat voor soort dingen zouden dat dan zijn, en wat zou het resultaat zijn?


Er zijn aanwijzingen dat de ontwikkeling van de foetus onder omstandigheden zonder zwaartekracht problematisch kan zijn.

Wakayama S, Kawahara Y, Li C, Yamagata K, Yuge L, et al. (2009) Nadelige effecten van microzwaartekracht op de ontwikkeling van muizen vóór implantatie in vitro. PLoS EEN 4(8): e6753. doi:10.1371/journal.pone.0006753

Het papier is er.

Deze auteurs bestudeerden aspecten van reproductie van muizen in een clinostat onder de 10-3G. Ze ontdekten dat de bevruchting niet werd beïnvloed, maar dat de pre-implantatie-ontwikkeling van het embryo werd beïnvloed door de mG-omgeving.

De inleiding van het artikel geeft een goed kort overzicht van dit onderzoeksgebied. Misschien van bijzonder belang is deze sectie:

In de STS-80 space shuttle-missie werden 2-cellige muizenembryo's op de grond verzameld, in de ruimte gelanceerd en gedurende vier dagen gekweekt in µG. De controle-embryo's op aarde ontwikkelden zich tot normale blastocysten, maar in de ruimtevluchtgroep vertoonde geen van de embryo's enig teken van ontwikkeling en ze waren allemaal gedegenereerd (Schenker & Forkheim, 1998). Een betrouwbaarder experiment werd gedaan op de Cosmos 1129-missie in 1979, toen volwassen mannelijke en vrouwelijke ratten in een baan om de aarde werden gestuurd en zich vervolgens in een gemeenschappelijke kweekkamer mochten vermengen (Serova & Denisova, 1982). Geen van de vrouwtjes beviel echter, hoewel onderzoek na de vlucht aantoonde dat de eisprong had plaatsgevonden. Van twee van de vrouwtjes werd gemeld dat ze zwanger waren, maar de embryo's lijken te zijn geresorbeerd.

Schenker E, Forkheim K (1998) Zoogdiermuizen embryo vroege ontwikkeling in gewichtloze omgeving op STS 80 ruimtevlucht. Rapport van het Israel Aerospace Medicine Institute.

Serova LV, Denisova LA (1982) Het effect van gewichtloosheid op de reproductieve functie van zoogdieren. Fysioloog 25: S9-12.


Wetenschappers kunnen voorspellen welke vrouwen ernstige zwangerschapscomplicaties zullen hebben

Krediet: CC0 Publiek Domein

Vrouwen die tijdens de zwangerschap potentieel levensbedreigende aandoeningen zullen ontwikkelen, kunnen vroeg worden geïdentificeerd wanneer de hormoonspiegels in de placenta worden getest, heeft een nieuwe studie aangetoond.

Zwangerschapsstoornissen treffen ongeveer één op de tien zwangere vrouwen. Bijna alle orgaansystemen van het lichaam van de moeder moeten hun functie tijdens de zwangerschap veranderen, zodat de baby kan groeien. Als het lichaam van de moeder zich niet goed kan aanpassen aan de opgroeiende baby, leidt dit tot grote en veelvoorkomende problemen, waaronder groeibeperking van de foetus, overgroei van de foetus, zwangerschapsdiabetes en pre-eclampsie - een levensbedreigende hoge bloeddruk bij de moeder.

Veel van deze complicaties leiden tot moeilijke arbeid voor vrouwen met meer medische tussenkomst en levenslange problemen voor de baby, waaronder diabetes, hartproblemen en obesitas.

Zwangerschapsstoornissen worden meestal gediagnosticeerd tijdens het tweede of derde trimester van de zwangerschap, wanneer ze vaak al ernstige gevolgen hebben gehad voor de gezondheid van moeder en baby. De huidige methoden om zwangerschapsstoornissen te diagnosticeren zijn niet gevoelig of betrouwbaar genoeg om alle risicozwangerschappen te identificeren.

Nu hebben wetenschappers een manier gevonden om hormoonspiegels in de placenta te testen om te voorspellen welke vrouwen ernstige zwangerschapscomplicaties zullen hebben.

Dr. Amanda N. Sferruzzi-Perri, een Fellow van St John's College, University of Cambridge, runt een laboratorium in de afdeling Fysiologie, Ontwikkeling en Neurowetenschappen en is de hoofdauteur van een nieuw artikel dat vandaag is gepubliceerd in Natuur Communicatie Biologie.

Dr. Sferruzzi-Perri zei: "Het vrouwelijk lichaam is opmerkelijk en vanaf het moment van conceptie moet het lichaam van een zwangere vrouw bijna elk afzonderlijk orgaansysteem veranderen, zodat de foetus zich kan ontwikkelen. De foetus heeft ook voedingsstoffen en zuurstof nodig om te groeien, zodat de moeder moet haar stofwisseling en bloedvatenstelsel veranderen, zodat ze die kan leveren.

"We weten dat de placenta veel van de veranderingen in het lichaam van een vrouw tijdens de zwangerschap aanstuurt en uit onze studie bleek dat hormonale biomarkers van de placenta kunnen aangeven welke vrouwen zwangerschapscomplicaties zouden hebben. We ontdekten dat deze biomarkers aanwezig zijn vanaf het eerste trimester van de zwangerschap, normaal gesproken Vrouwen krijgen pas in het tweede of derde trimester complicaties wanneer aandoeningen mogelijk al ernstige gevolgen hebben gehad voor de gezondheid van de moeder en haar zich ontwikkelende baby.

"Dit is een zeer belangrijke bevinding, aangezien zwangerschapsstoornissen ongeveer één op de tien zwangere vrouwen treffen en vaak te laat worden gediagnosticeerd wanneer de complicaties al grote schade aanrichten aan het lichaam van de moeder en de ontwikkeling van de foetus."

De placenta is een complex biologisch orgaan. Het vormt en groeit uit het bevruchte ei en hecht zich aan de wand van de baarmoeder. Het zorgt ervoor dat voedingsstoffen en zuurstof van moeder naar baby kunnen stromen en verwijdert foetale afvalproducten. Ondanks het belang ervan, is de placenta een zeer goed begrepen orgaan en is het notoir moeilijk te bestuderen bij zwangere vrouwen. Maar het vermogen om goed te functioneren is van vitaal belang omdat het van invloed is op de zwangerschapsuitkomsten en de levenslange gezondheid van moeder en kind.

De placenta ontwikkelt zich tijdens de zwangerschap en verbindt de zich ontwikkelende baby met de moeder. Het dient als de longen, nieren, darmen en lever voor opgroeiende baby's en transporteert zuurstof en voedingsstoffen naar de foetus, terwijl het hormonen afscheidt en afval weggooit.

Met behulp van muismodellen keken onderzoekers naar de eiwitten die door de placenta worden gemaakt en vergeleken ze met bloedmonsters van vrouwen die een probleemloze zwangerschap hadden en degenen die zwangerschapsdiabetes ontwikkelden. Het team ontwikkelde nieuwe methoden om de endocriene cellen in de placenta van de muis te isoleren en te bestuderen, omdat deze cellen verantwoordelijk zijn voor het afscheiden van hormonen tijdens de zwangerschap. Ze hebben de placenta geprofileerd om de hormonen te identificeren die worden uitgescheiden om een ​​uitgebreide kaart van eiwitten in het mysterieuze orgaan te maken.

De muismodelkaart van hormonale eiwitten uit de placenta werd vervolgens vergeleken met datasets uit studies van de menselijke placenta en zwangerschapsuitkomsten en onderzoekers ontdekten veel biologische overlap.

Dr. Sferruzzi-Perri zei: "We ontdekten dat ongeveer een derde van de eiwitten die we identificeerden veranderde bij vrouwen tijdens zwangerschappen met aandoeningen. Met behulp van een kleine studie om te testen of deze placenta-eiwitten enige klinische waarde hebben, ontdekten we ook dat abnormale niveaus van hormonen waren al in het eerste trimester - week 12 van de zwangerschap - in het bloed van de moeder aanwezig bij vrouwen die zwangerschapsdiabetes ontwikkelden, een zwangerschapscomplicatie die gewoonlijk na 24-28 weken wordt gediagnosticeerd.

"We hebben ook verschillende specifieke transcriptiefactoren geïdentificeerd - eiwitten in de cel die genen aan- of uitzetten - die waarschijnlijk de productie van placenta-hormonen regelen, wat belangrijke implicaties hebben voor het begrijpen hoe we de zwangerschapsuitkomsten kunnen verbeteren."

De wetenschappers onderzochten of deze genetische biomarkers detecteerbaar waren tijdens de zwangerschap en gebruikten een onderzoek dat de zwangerschapsuitkomsten bij vrouwen volgde in Addenbrooke's Hospital in Cambridge. Ze ontdekten dat bloedmonsters deze biomarkers vroeg in de zwangerschap vertoonden, wat zou kunnen leiden tot een eerdere diagnose van complicaties, waardoor de behandeling sneller kan beginnen.

Dr. Claire Meek, arts voor diabetes bij zwangerschap en onderzoeker bij Addenbrooke's, zei: "Deze door zwangerschap veroorzaakte vorm van diabetes veroorzaakt een versnelde groei van de baby en complicaties op het moment van de bevalling. Helaas hebben sommige vrouwen al tekenen van een grote baby op het moment van diagnose na 28 weken. Deze nieuwe test zou zwangerschapsdiabetes eerder in de zwangerschap kunnen identificeren, wat mogelijkheden biedt om de ziekte te voorkomen of om moeders en baby's te beschermen tegen de meest schadelijke complicaties."

Dr. Sferruzzi-Perri zei: "Dit werk biedt nieuwe hoop dat een beter begrip van de placenta zal resulteren in veiligere, gezondere zwangerschappen voor moeders en baby's. Ons team is nu bezig om te beoordelen of deze ontdekkingen de klinische zorg in de toekomst kunnen verbeteren, ofwel door eerdere diagnose of om nieuwe mogelijkheden te bieden om deze zwangerschapscomplicaties te behandelen door zich op de placenta te richten."


Inhoud

Prenatale diagnostiek heeft drie doelen: (1) een tijdige medische of chirurgische behandeling van een aandoening voor of na de geboorte mogelijk maken, (2) de ouders de kans geven om een ​​foetus met de gediagnosticeerde aandoening te aborteren, en (3) ouders de kans om zich psychologisch, sociaal, financieel en medisch voor te bereiden op een baby met een gezondheidsprobleem of handicap, of op de kans op een doodgeboorte. Voorlichting over problemen tijdens de zwangerschap maakt dat zowel zorgmedewerkers als ouders zich beter kunnen voorbereiden op de bevalling van een kind met een gezondheidsprobleem. Het syndroom van Down wordt bijvoorbeeld in verband gebracht met hartafwijkingen die mogelijk onmiddellijk na de geboorte moeten worden ingegrepen. [2]

Kwalificerende risicofactoren Bewerken

De richtlijnen van het American College of Obstetricians and Gynecologists (ACOG) bevelen momenteel aan dat alle zwangere vrouwen, ongeacht hun leeftijd, invasieve tests worden aangeboden om een ​​definitieve diagnose van bepaalde geboorteafwijkingen te krijgen. Daarom bieden de meeste artsen diagnostische tests aan al hun patiënten aan, met of zonder voorafgaande screening, en laten ze de patiënt beslissen. Ook beveelt de ACOG genetische screening vóór de zwangerschap aan aan alle vrouwen die van plan zijn een gezin te stichten. [3]

Hieronder volgen enkele redenen waarom een ​​patiënt haar risico op aangeboren afwijkingen al hoog genoeg zou kunnen vinden om screening over te slaan en direct invasieve tests te ondergaan.

  • Vrouwen ouder dan 35
  • Vrouwen die eerder premature baby's of baby's met een aangeboren afwijking hebben gehad, met name hart- of genetische problemen
  • Vrouwen met hoge bloeddruk, lupus, diabetes, astma of epilepsie
  • Vrouwen met een familiegeschiedenis of etnische achtergrond die vatbaar zijn voor genetische aandoeningen, of van wie de partners deze hebben
  • Vrouwen die zwanger zijn van een veelvoud (tweeling of meer)
  • Vrouwen die eerder een miskraam hebben gehad

Diagnostische prenatale tests kunnen worden uitgevoerd met invasieve of niet-invasieve methoden. Een invasieve methode houdt in dat sondes of naalden in de baarmoeder worden ingebracht, b.v. vruchtwaterpunctie, wat kan worden gedaan vanaf ongeveer 14 weken zwangerschap, en meestal tot ongeveer 20 weken, en vlokkentest, wat eerder kan worden gedaan (tussen 9,5 en 12,5 weken zwangerschap), maar die iets riskanter kan zijn voor de foetus. Een studie die transabdominale vlokkentest vergeleek met vruchtwaterpunctie in het tweede trimester vond geen significant verschil in het totale zwangerschapsverlies tussen de twee procedures. [4] Transcervicale vlokkentest heeft echter een significant hoger risico, vergeleken met een vruchtwaterpunctie in het tweede trimester, op totaal zwangerschapsverlies (relatief risico 1,40 95% betrouwbaarheidsinterval 1,09 tot 1,81) en spontane miskraam (9,4% risico relatief risico 1,50 95%) betrouwbaarheidsinterval 1,07 tot 2,11). [4]

Niet-invasieve technieken omvatten onderzoek van de baarmoeder van de vrouw door middel van echografie en maternale serumscreens (d.w.z. alfa-fetoproteïne). Bloedonderzoek voor geselecteerde trisomieën (syndroom van Down in de Verenigde Staten, Down- en Edwards-syndroom in China) op basis van het detecteren van celvrij placenta-DNA in het bloed van de moeder, ook bekend als niet-invasieve prenatale tests (NIPT), zijn beschikbaar gekomen. [5] Als een niet-invasieve screeningstest een verhoogd risico op chromosomale of genetische afwijkingen aangeeft, kan een meer invasieve techniek worden gebruikt om meer informatie te verzamelen. [6] In het geval van neurale buisdefecten kan een gedetailleerde echo op een niet-invasieve manier een definitieve diagnose stellen.

Celvrij foetaal DNA maakt ook sequentiebepaling van het hele genoom van de foetus mogelijk, waardoor de volledige DNA-sequentie van elk gen wordt bepaald. [11]

Pre-conceptie bewerken

Voorafgaand aan de conceptie kunnen koppels ervoor kiezen om genetische tests te laten doen om de kans te bepalen om een ​​kind te verwekken met een bekende genetische afwijking. De meest voorkomende bij de blanke bevolking zijn:

Honderden aanvullende aandoeningen zijn bekend en worden regelmatig ontdekt. De economische rechtvaardiging voor populatiebrede testen van alle bekende aandoeningen wordt echter niet goed ondersteund, vooral als rekening wordt gehouden met de kosten van mogelijke fout-positieve resultaten en gelijktijdige vervolgtesten. [17] Er zijn ook ethische bezwaren in verband met deze of enige vorm van genetische tests.

Een of beide partners kunnen andere familieleden met deze ziekten kennen. Testen voorafgaand aan de conceptie kan de bezorgdheid wegnemen, het paar voorbereiden op de mogelijke gevolgen op korte of lange termijn van het krijgen van een kind met de ziekte, het paar leiden naar adoptie of pleegouderschap, of aanleiding geven tot pre-implantatie genetische tests tijdens in vitro bevruchting. Als een genetische aandoening wordt gevonden, wordt meestal professionele genetische counseling aanbevolen vanwege de vele ethische overwegingen met betrekking tot latere beslissingen voor de partners en de mogelijke impact op hun uitgebreide families. De meeste, maar niet alle, van deze ziekten volgen Mendeliaanse overervingspatronen. Het fragiele X-syndroom is gerelateerd aan de uitbreiding van bepaalde herhaalde DNA-segmenten en kan van generatie op generatie veranderen.

Eerste trimester Bewerken

Bij vroege presentatie van de zwangerschap rond de 6 weken kan een vroege datering echografie worden aangeboden om de zwangerschapsduur van het embryo te bevestigen en te controleren op een enkele of tweelingzwangerschap, maar een dergelijke scan kan geen algemene afwijkingen detecteren. Details van prenatale screening en testopties kunnen worden verstrekt.

Rond week 11-13 kan een nekplooiscan (NT) worden aangeboden die kan worden gecombineerd met bloedonderzoek voor PAPP-A en beta-hCG, twee serummarkers die correleren met chromosomale afwijkingen, in wat de eerste trimester gecombineerde test wordt genoemd. De resultaten van het bloedonderzoek worden vervolgens gecombineerd met de NT-echografie-metingen, de leeftijd van de moeder en de zwangerschapsduur van de foetus om een ​​risicoscore op te leveren voor het syndroom van Down, trisomie 18 en trisomie 13. De gecombineerde test van het eerste trimester heeft een gevoeligheid (dwz detectie percentage voor afwijkingen) van 82-87% en een fout-positief percentage van ongeveer 5%. [18]

Tweede trimester Bewerken

De anomalie-scan wordt uitgevoerd tussen 18-22 weken zwangerschapsduur. De International Society of Ultrasound in Obstetrics and Gynecology (ISUOG) beveelt aan dat deze echografie wordt uitgevoerd als een kwestie van routinematige prenatale zorg, om de foetus te meten zodat groeiafwijkingen later in de zwangerschap snel kunnen worden herkend en om te beoordelen op aangeboren misvormingen en multipele zwangerschappen (dwz tweelingen). [19] De scan kan anencefalie, open spina bifida, gespleten lip, hernia diafragmatica, gastroschisis, omphalocele, aangeboren hartafwijking, bilaterale renale agenese, osteochondrodysplasie, Edwards-syndroom en Patau-syndroom detecteren. [20]

Een tweede trimester Quad-bloedtest kan worden afgenomen (de Triple-test wordt algemeen als achterhaald beschouwd, maar in sommige staten, zoals Missouri, waar Medicaid alleen de Triple-test dekt, krijgt de patiënt dat meestal). Met geïntegreerde screening, wordt zowel een gecombineerde test in het eerste trimester als een drievoudige/viervoudige test uitgevoerd en wordt er pas een rapport opgesteld nadat beide tests zijn geanalyseerd. Het is echter mogelijk dat patiënten niet willen wachten tussen deze twee testreeksen. Met sequentiële screening, wordt een eerste rapport gemaakt nadat het monster in het eerste trimester is ingediend en een eindrapport na het tweede monster. Met voorwaardelijke screening, krijgen patiënten met zeer hoge of zeer lage risico's rapporten nadat het monster in het eerste trimester is ingediend. Alleen patiënten met matig risico (risicoscore tussen 1:50 en 1:2000) wordt gevraagd om een ​​tweede trimester monster in te leveren, waarna zij een rapport ontvangen met informatie van zowel serummonsters als de NT-meting. De gecombineerde test van het eerste trimester en de drievoudige/quad-test hebben samen een gevoeligheid van 88-95% met een fout-positief percentage van 5% voor het syndroom van Down, hoewel ze ook zo kunnen worden geanalyseerd dat ze een gevoeligheid van 90% bieden met een fout-positief percentage van 2%. Ten slotte kunnen patiënten die in het 1e trimester geen NT-echo krijgen, toch een Serum Integrated-test ondergaan waarbij de PAPP-A-serumspiegels in het 1e trimester worden gemeten en vervolgens een Quad-test in het 2e trimester worden uitgevoerd. Dit biedt een gevoeligheid van 85-88% en een percentage fout-positieven van 5% voor het syndroom van Down. Ook kan de patiënt de screening in het eerste trimester volledig overslaan en alleen een Quad-test in het tweede trimester krijgen, met een gevoeligheid van 81% voor het syndroom van Down en een percentage fout-positieven van 5%. [18]

Derde trimester Bewerken

In het derde trimester kan een test voor Groep B-streptokokkeninfectie (ook wel Groep B-streptokokken genoemd) worden aangeboden. Groep B-streptokokken is een infectie die tijdens de geboorte op een baby kan worden overgedragen.

Bij screening van het moederserum in het eerste trimester kan het niveau van vrij β-hCG, PAPP-A, intact of bèta-hCG of h-hCG in het serum van de vrouw worden gecontroleerd en gecombineerd met de meting van nekplooimeting (NT). Sommige instellingen kijken ook op de echo naar de aanwezigheid van een foetaal neusbeen.

Tweede trimester maternale serumscreening (AFP-screening, triple screen, quad screen of penta screen) kan de niveaus van alfa-fetoproteïne, β-hCG, inhibine-A, oestriol en h-hCG (hyperglycosolated hCG) in het serum van de vrouw controleren.

De drievoudige test meet de serumspiegels van AFP, oestriol en bèta-hCG, met een gevoeligheid van 70% en een fout-positief percentage van 5%. Het wordt aangevuld in sommige regio's van de Verenigde Staten, zoals de Quad-test (toevoeging van inhibine A aan het panel, resulterend in een gevoeligheid van 81% en 5% fout-positief voor het detecteren van het syndroom van Down wanneer het wordt ingenomen bij een zwangerschapsduur van 15-18 weken). [21]

De biomarkers PAPP-A en β-hCG lijken te zijn gewijzigd voor zwangerschappen als gevolg van ICSI, wat een hoger percentage fout-positieven veroorzaakt. Correctiefactoren zijn ontwikkeld en zouden moeten worden gebruikt bij screening op het syndroom van Down bij eenlingzwangerschappen na ICSI, [22] maar bij tweelingzwangerschappen zijn dergelijke correctiefactoren niet volledig opgehelderd. [22] Bij verdwijnende tweelingzwangerschappen met een tweede zwangerschapszak met een dode foetus, moet de screening in het eerste trimester uitsluitend gebaseerd zijn op de leeftijd van de moeder en de nekplooiscan, aangezien de biomarkers in deze gevallen worden gewijzigd. [22]

Het meten van foetale eiwitten in maternaal serum is een onderdeel van de standaard prenatale screening op foetale aneuploïdie en neurale buisdefecten. [23] [24] Computationeel voorspellend model toont aan dat uitgebreide en diverse foeto-maternale eiwitsmokkel plaatsvindt tijdens de zwangerschap en gemakkelijk niet-invasief kan worden gedetecteerd in volbloed van de moeder. [25] Deze computationele benadering omzeilde een belangrijke beperking, de overvloed aan maternale eiwitten die interfereren met de detectie van foetale eiwitten, tot foetale proteomische analyse van maternale bloed. Het invoeren van foetale gentranscripten die eerder zijn geïdentificeerd in volbloed van de moeder in een computationeel voorspellend model hielp bij de ontwikkeling van een uitgebreid proteomisch netwerk van de term neonaat. Het laat ook zien dat de foetale eiwitten die in het bloed van zwangere vrouwen worden gedetecteerd, afkomstig zijn van een diverse groep weefsels en organen van de zich ontwikkelende foetus. Ontwikkelingsproteomische netwerken domineren de functionele karakterisering van de voorspelde eiwitten, wat de potentiële klinische toepassing van deze technologie illustreert als een manier om normale en abnormale foetale ontwikkeling te volgen.

Het verschil in methylering van specifieke DNA-sequenties tussen moeder en foetus kan worden gebruikt om foetaal-specifiek DNA in de bloedsomloop van de moeder te identificeren. In een studie gepubliceerd in het online nummer van 6 maart 2011 van NatuurMet behulp van deze niet-invasieve techniek bereikte een groep onderzoekers uit Griekenland en het VK de juiste diagnose van 14 trisomie 21 (syndroom van Down) en 26 normale gevallen. [26] [27] Met behulp van massale parallelle sequencing, een studie die alleen op trisomie 21 testte, werden met succes 209 van de 212 gevallen (98,6%) gedetecteerd met 3 fout-positieven in 1.471 zwangerschappen (0,2%). [5] Nu commercieel beschikbare niet-invasieve (bloed)testen voor het syndroom van Down beschikbaar zijn gekomen voor patiënten in de Verenigde Staten en al beschikbaar zijn in China, heeft de International Society for Prenatal Diagnosis in oktober 2011 enige richtlijnen opgesteld. Op basis van zijn gevoeligheid en specificiteit vormt het een geavanceerde screeningstest en dat positieve resultaten moeten worden bevestigd door een invasieve test, en dat hoewel het effectief is bij de diagnose van het syndroom van Down, het niet de helft van de afwijkingen kan beoordelen die zijn gedetecteerd door invasieve testen. De test wordt niet aanbevolen voor algemeen gebruik totdat resultaten van bredere onderzoeken zijn gerapporteerd, maar kan nuttig zijn bij patiënten met een hoog risico in combinatie met genetische counseling. [6]

Een onderzoek in 2012 wees uit dat de maternale plasmacelvrije DNA-test ook in 100% van de gevallen (59/59) Trisomie 18 (syndroom van Edwards) kon detecteren (59/59) met een fout-positief percentage van 0,28%, en Trisomie 13 ( Patau-syndroom) in 91,7% van de gevallen (11/12) met een fout-positief percentage van 0,97%. De test interpreteerde 99,1% van de monsters (1.971/1.988) van de 17 monsters zonder interpretatie, drie waren trisomie 18. De studie stelde dat als de z-score-cutoffs voor trisomie 18 en 13 licht werden verhoogd, de algehele fout-positieve percentages voor de drie aneuploïdieën kunnen zo laag zijn als 0,1% (2/1.688) bij een algemeen detectiepercentage van 98,9% (280/283) voor veelvoorkomende aneuploïdieën (dit omvat alle drie de trisomieën - Down, Edwards en Patau). [28]

Echografie bewerken

Het gebruik van echografie voor nekplooimeting zal screenen op aneuploïdie zoals het syndroom van Down (Trisomie 21), Edwards-syndroom (Trisomie 18) en Patau-syndroom (Trisomie 13), terwijl schermen die alleen serummarkers gebruiken, zullen screenen op het syndroom van Down en Trisomie 18, maar niet trisomie 13. Aangezien trisomie 13 uiterst zeldzaam is, misschien 1:5000 zwangerschappen en 1:16000 geboorten, is dit verschil waarschijnlijk niet significant. De AFP-marker, alleen of als onderdeel van de Quad-test, kan 80% van spina bifida, 85% van de buikwanddefecten en 97% van anencefalie identificeren. Vaak krijgen vrouwen in week 18-20 een gedetailleerde echografie in het 2e trimester (morfologiescan), ongeacht haar AFP-niveau, waardoor de AFP-score niet nodig is. Morfologische echografieën die worden uitgevoerd op grotere foetussen dan bij eerdere scans, detecteren andere structurele afwijkingen zoals hart- en nierkanaalafwijkingen. [ citaat nodig ]

Interphase-fluorescentie in situ hybridisatie (FISH), kwantitatieve PCR en directe bereiding van chromosomen uit chorionvlokken zijn alle huidige methoden die worden gebruikt die het meest effectief zijn voor het detecteren van foetale aneuploïdie. [29]

Genetische tests Bewerken

Door de detectie van foetale cellen en foetaal DNA dat circuleert in het bloed van de moeder, wordt de niet-invasieve diagnose van foetale aneuploïdie veelbelovender. [29] [30] De ontwikkeling van een verscheidenheid aan screeningsmethoden voor foetale aneuploïdie en andere chromosomale afwijkingen is nu een prominent onderzoeksgebied vanwege de ontdekking van circulerend foetaal nucleïnezuur in maternale bloedplasma. Een meta-analyse die het succespercentage onderzocht van het gebruik van foetaal celvrij DNA van moederlijk bloed om te screenen op aneuploïdieën, vond dat deze techniek trisomie 13 detecteerde in 99% van de gevallen, trisomie 18 in 98% van de gevallen en trisomie 21 in 99 % van de gevallen. [30] [31] Mislukte tests met foetaal celvrij DNA komen vaker voor bij foetussen met trisomie 13 en trisomie 18, maar niet bij trisomie 21. [32] Eerdere studies vonden verhoogde niveaus van celvrij foetaal DNA voor trisomie 13 en 21 van maternale serum in vergelijking met vrouwen met euploïde zwangerschappen. [33] [34] [35] [36] Er werd echter geen verhoging van celvrij DNA voor trisomie 18 waargenomen. [33] Het belangrijkste probleem met het gebruik van celvrij DNA is dat circulerende foetale kernhoudende cellen slechts drie tot zes procent van het maternale bloedplasma-DNA omvatten. [36] Daarom zijn er twee effectieve benaderingen ontwikkeld die kunnen worden gebruikt voor de detectie van foetale aneuploïdie. De eerste omvat het meten van de allelverhouding van single nucleotide polymorphisms (SNP's) in het mRNA-coderende gebied in de placenta. De volgende benadering is het analyseren van zowel moederlijk als foetaal DNA en het zoeken naar verschillen in de DNA-methyleringspatronen. [36]

Digitale PCR-bewerking

Onlangs is voorgesteld dat digitale PCR kan worden gebruikt voor de detectie van foetale aneuploïdie met behulp van foetaal DNA en RNA dat wordt aangetroffen in maternaal bloedplasma. Onderzoek heeft aangetoond dat digitale PCR kan worden gebruikt om onderscheid te maken tussen normaal en aneuploïde DNA met behulp van foetaal DNA in het bloedplasma van de moeder. [37]

Een variatie van de PCR-techniek genaamd multiplex ligation-dependent probe amplification (MLPA), gericht op DNA, is achtereenvolgens toegepast voor het diagnosticeren van foetale aneuploïdie als een chromosoom- of genspecifieke test. [38]

Shotgun-sequencing Bewerken

Foetaal cel-DNA is direct gesequenced met behulp van shotgun-sequencing-technologie. Dit DNA werd verkregen uit het bloedplasma van achttien zwangere vrouwen. Dit werd gevolgd door het in kaart brengen van het chromosoom met behulp van de kwantificering van fragmenten. Dit werd gedaan met behulp van geavanceerde methoden in DNA-sequencing, wat resulteerde in de parallelle sequencing van het foetale DNA. Het aantal sequentietags dat aan elk chromosoom was toegewezen, werd geteld. Als er een overschot of een tekort was in een van de chromosomen, betekende dit dat er een foetaal aneuploïde was. Met behulp van deze methode van shotgun-sequencing was de succesvolle identificatie van trisomie 21 (syndroom van Down), trisomie 18 (syndroom van Edward) en trisomie 13 (syndroom van Patau) mogelijk. Deze methode van niet-invasieve diagnose begint nu intensief te worden gebruikt en verder onderzocht. [10]

Andere technieken Bewerken

Foetale componenten in monsters van maternaal bloedplasma kunnen met genoombrede technieken worden geanalyseerd, niet alleen door totaal DNA, maar ook door gemethyleerde DNA-immunoprecipitatie (met tiling array), microRNA (zoals met Megaplex) en totaal RNA (RNA-sequencing). [38]

Patiëntacceptatie Bewerken

Er werd onderzoek gedaan om te bepalen hoe vrouwen zich voelden over de niet-invasieve diagnose van foetale aneuploïde met behulp van moederlijk bloed. Dit onderzoek is uitgevoerd met behulp van enquêtes. Er werd gemeld dat tweeëntachtig procent van de zwangere vrouwen en negenenzeventig procent van de vrouwelijke geneeskundestudenten dit type diagnose in een positief daglicht stellen en het ermee eens zijn dat het belangrijk is voor prenatale zorg. Over het algemeen reageerden vrouwen optimistisch dat deze vorm van diagnose in de toekomst beschikbaar zal zijn. [39]

Niet-genetische prenataal testen Bewerken

Ouders moeten weloverwogen beslissingen nemen over screening, diagnose en eventuele acties die als gevolg daarvan moeten worden genomen. Veel screeningstesten zijn onnauwkeurig, dus één zorgwekkend testresultaat leidt vaak tot aanvullende, meer invasieve tests. Als prenataal onderzoek een ernstige handicap bevestigt, zijn veel ouders genoodzaakt om te beslissen of ze de zwangerschap willen voortzetten of een abortus willen. De "optie" van screening wordt een onverwachte vereiste om te beslissen. Zien onrechtmatige abortus.

Bij sommige genetische aandoeningen, bijvoorbeeld cystische fibrose, kan een afwijking alleen worden opgespoord als DNA van de foetus wordt verkregen. Meestal is hiervoor een invasieve methode nodig. [ citaat nodig ]

Echografie van een foetus, die als een screeningstest wordt beschouwd, kan soms subtiele afwijkingen missen. Studies tonen bijvoorbeeld aan dat een gedetailleerde echo van het 2e trimester, ook wel een echo van niveau 2 genoemd, ongeveer 97% van de neurale buisdefecten zoals spina bifida kan detecteren [ citaat nodig ] . Echografieresultaten kunnen ook "zachte tekenen" vertonen, zoals een echogene intracardiale focus of een choroïde plexuscyste, die meestal normaal zijn, maar gepaard kunnen gaan met een verhoogd risico op chromosoomafwijkingen.

Andere screeningtests, zoals de Quad-test, kunnen ook vals-positieven en vals-negatieven hebben. Zelfs wanneer de Quad-resultaten positief zijn (of, om preciezer te zijn, wanneer de Quad-test een score oplevert die een kans van ten minste 1 op 270 op afwijkingen vertoont), is de zwangerschap meestal normaal, maar er worden aanvullende diagnostische tests aangeboden. Bedenk dat Downsyndroom ongeveer 1:400 zwangerschappen treft. Als je 4000 zwangerschappen zou screenen met een Quad-test, zouden er waarschijnlijk 10 Downsyndroom-zwangerschappen zijn waarvan de Quad-test, met zijn 80% gevoeligheid, 8 van hen hoog- risico. De quad-test zou ook 5% vertellen (

200) van de 3990 normale vrouwen dat ze een hoog risico lopen. Daarom zouden ongeveer 208 vrouwen te horen krijgen dat ze een hoog risico lopen, maar wanneer ze een invasieve test ondergaan, zullen slechts 8 (of 4% van de pool met hoog risico) als positief worden bevestigd en zullen 200 (96%) te horen krijgen dat hun zwangerschappen zijn normaal. Aangezien een vruchtwaterpunctie ongeveer 0,5% kans op een miskraam heeft, kan een van die 200 normale zwangerschappen door de invasieve procedure resulteren in een miskraam. Ondertussen zullen van de 3792 vrouwen die volgens de Quad-test zijn verteld dat ze een laag risico hebben, 2 van hen een baby met het syndroom van Down bevallen. De Quad-test zou daarom een ​​positief voorspellende waarde (PPV) van 4% hebben, omdat slechts 4% van de vrouwen die door de screeningstest wordt verteld dat ze "hoog risico" hebben, daadwerkelijk een aangetaste foetus heeft. De overige 96% van de vrouwen die te horen krijgen dat ze een "hoog risico" hebben, ontdekt dat hun zwangerschap normaal is. [ citaat nodig ]

Ter vergelijking: bij dezelfde 4000 vrouwen zou een screeningstest met een gevoeligheid van 99% en een percentage vals-positieven van 0,5% alle 10 positieven detecteren terwijl 20 normale vrouwen worden verteld dat ze positief zijn. Daarom zouden 30 vrouwen een invasieve bevestigende procedure ondergaan en 10 van hen (33%) zouden positief worden bevestigd en 20 zouden te horen krijgen dat ze een normale zwangerschap hebben. Van de 3970 vrouwen die door het scherm te horen kregen dat ze negatief waren, zou geen van de vrouwen een aangetaste zwangerschap hebben. Een dergelijk scherm zou dus een positief voorspellende waarde van 33% hebben.

Het real-world fout-positieve percentage voor de Quad-test (evenals voor het 1e trimester gecombineerd, geïntegreerd, enz.) is groter dan 5%. 5% was het percentage dat werd genoemd in de grote klinische onderzoeken die werden uitgevoerd door de beste onderzoekers en artsen, waarbij alle echo's werden gedaan door goed opgeleide echografen en de zwangerschapsduur van de foetus zo nauwkeurig mogelijk werd berekend. In de echte wereld, waar het berekenen van de zwangerschapsduur misschien een minder nauwkeurige kunst is, zijn de formules die de risicoscore van een patiënt genereren niet zo nauwkeurig en kan het percentage fout-positieven hoger zijn, zelfs 10%.

Vanwege de lage nauwkeurigheid van conventionele screeningtests, zal 5-10% van de vrouwen, vaak degenen die ouder zijn, kiezen voor een invasieve test, zelfs als ze een lage risicoscore van de screening hebben gekregen. Een patiënt die een risicoscore van 1:330 kreeg, terwijl hij technisch gezien een laag risico had (aangezien de grens voor een hoog risico gewoonlijk 1:270 wordt genoemd), zou eerder kunnen kiezen voor een bevestigende invasieve test. Aan de andere kant is de kans groter dat een patiënte die een risicoscore van 1:1000 krijgt, zich gerustgesteld voelt dat haar zwangerschap normaal is.

Zowel valse positieven als valse negatieven zullen een grote impact hebben op een paar wanneer ze het resultaat te horen krijgen of wanneer het kind wordt geboren. Diagnostische tests, zoals vruchtwaterpunctie, worden als zeer nauwkeurig beschouwd voor de defecten waarop ze controleren, hoewel zelfs deze tests niet perfect zijn, met een gerapporteerd foutenpercentage van 0,2% (vaak als gevolg van zeldzame afwijkingen zoals het mozaïek-downsyndroom, waarbij slechts enkele van de de foetale/placentale cellen dragen de genetische afwijking).

Een hoger maternaal serum-AFP-niveau duidt op een groter risico op anencefalie en open spina bifida. This screening is 80% and 90% sensitive for spina bifida and anencephaly, respectively. [ citaat nodig ]

Amniotic fluid acetylcholinesterase and AFP level are more sensitive and specific than AFP in predicting neural tube defects.

Many maternal-fetal specialists do not bother to even do an AFP test on their patients because they do a detail ultrasound on all of them in the 2nd trimester, which has a 97% detection rate for neural tube defects such as anencephaly and open spina bifida. Performing tests to determine possible birth defects is mandatory in all U.S. states. Failure to detect issues early can have dangerous consequences on both the mother and the baby. OBGYNs may be held culpable. In one case a man who was born with spina fibia was awarded $2 million in settlement, apart from medical expenses, due to the OBGYN's negligence in conducting AFP tests. [40]

No prenatal test can detect alle forms of birth defects and abnormalities.

Prenatal genetic testing Edit

Another important issue is the uncertainty of prenatal genetic testing. Uncertainty on genetic testing results from several reasons: the genetic test is associated with a disease but the prognosis and/or probability is unknown, the genetic test provides information different than the familiar disease they tested for, found genetic variants have unknown significance, and finally, results may not be associated with found fetal abnormalities. [41] Richardson and Ormond thoroughly addressed the issue of uncertainty of genetic testing and explained its implication for bioethics. First, the principle of beneficence is assumed in prenatal testing by decreasing the risk of miscarriage, however, uncertain information derived from genetic testing may harm the parents by provoking anxiety and leading to the termination of a fetus that is probably healthy. Second, the principle of autonomy is undermined given a lack of comprehension resulting from new technologies and changing knowledge in the field of genetics. And third, the principle of justice raised issues regarding equal access to emerging prenatal tests.

Availability of treatments Edit

If a genetic disease is detected, there is often no treatment that can help the fetus until it is born. However, in the US, there are prenatal surgeries for spina bifida fetus. [ citaat nodig ] Early diagnosis gives the parents time to research and discuss post-natal treatment and care, or in some cases, abortion. Genetic counselors are usually called upon to help families make informed decisions regarding results of prenatal diagnosis.

Patient education Edit

Researchers have studied how disclosing amniocentesis or chorionic villous sampling (CVS) results on a fixed date versus a variable date (i.e. "when available") affects maternal anxiety. Systematic review of the relevant articles found no conclusive evidence to support issuing amniocentesis results as soon as they become available (in comparison to issuing results on a pre-defined fixed date). The researchers concluded that further studies evaluating the effect of different strategies for disclosing CVS results on maternal anxiety are needed. [42]

Concerns from disability rights activists and scholars Edit

Disability rights activists and scholars have suggested a more critical view of prenatal testing and its implications for people with disabilities. They argue that there is pressure to abort fetuses that might be born with disabilities, and that these pressures rely on eugenics interests and ableist stereotypes. [43] This selective abortion relies on the ideas that people with disabilities cannot live desirable lives, that they are "defective," and that they are burdens, ignoring the fact that disability scholars argue that "oppression is what's most disabling about disability." Marsha Saxton suggests that women should question whether or not they are relying on real, factual information about people with disabilities or on stereotypes if they decide to abort a fetus with a disability. [44]

Societal pressures Edit

Amniocentesis has become the standard of care for prenatal care visits for women who are "at risk" or over a certain age. The wide use of amniocentesis has been defined as consumeristic. [45] and some argue that this can be in conflict with the right to privacy, [46] Most obstetricians (depending on the country) offer patients the AFP triple test, HIV test, and ultrasounds routinely. However, almost all women meet with a genetic counselor before deciding whether to have prenatal diagnosis. It is the role of the genetic counselor to accurately inform women of the risks and benefits of prenatal diagnosis. Genetic counselors are trained to be non-directive and to support the patient's decision. Some doctors do advise women to have certain prenatal tests and the patient's partner may also influence the woman's decision.


How Young Can a Human Be and Still Survive Premature Birth?

Recall from Part One that pregnancy is normally measured from the first day of the last menstrual period (gestational age). The gestational age at which a newborn has a 50 percent chance of surviving is called the “age of viability.” In 2015 this age was estimated to be 23 to 24 weeks in developed countries where good intensive care nurseries are available. (In less developed countries the age of viability was up to 34 weeks.) Thanks to technological improvements, in 2018 the age of viability was lowered to 22 to 23 weeks (gestational age). In other words, a fetus has a 50 percent chance of surviving by 20 weeks (fetal age).

I have seen no evidence that passage through the birth canal jumpstarts a human’s ability to perceive pain. So the available evidence clearly shows that a 20-week-old fetus can feel pain. Indeed, pain might be felt even earlier: Anesthesiologists who participate in fetal surgeries report that “a physiological fetal reaction to painful stimuli” occurs from 16 weeks (gestational age) on. But this is indirect evidence. By observing premature babies directly we know — as well as we know anything in science — that a fetus can feel pain by the time it is 20 weeks old (fetal age).


A (New) Argument for Abortion

There’s an argument making the rounds in the pro-abortion movement that’s important, both for the inanity of its logic and its implications for the state of the debate about human exceptionalism and the protection of innocent life.

Dr. Willie Parker is an abortionist in Alabama, and in his new book, Life’s Work: A Moral Argument for Choice, he defends abortion from his christelijk perspective (he’s an Evangelical). Parker’s argument is this: there is no question that a baby in the womb is alive (he calls it “the pregnancy”) but it is not life that warrants protection, but persons. And the mother is a person, whereas, according to Parker, the baby is not. So the mother’s suffering with an unwanted pregnancy takes precedence over the life of “the pregnancy” (the baby), because the baby is not a person, has no rights, and cannot suffer.

From an interview with Parker, with my commentary:

Here’s the thing: Life is a process, not an event. If I thought I was killing a person, I wouldn’t do abortions. A fetus is not a person it’s a human entity. In the moral scheme of things, I don’t hold fetal life and the life of a woman equally. I value them both, but in the precedence of things, when a woman comes to me, I find myself unable to demote her aspirations because of the aspirations that someone else has for the fetus that she’s carrying.

Life is not a “process,” in Parker’s sense of the word. Parker means that, in his view, human life has no sharp beginning, but gradually develops from gametes to being a human being. He is mistaken about the science.

Life is an activity, a state, of an individual organism. It entails processes, of course (growth, metabolism, sensation, perception, etc.), but there is niet a seamless continuum between inanimate matter, parts of human beings, and a human being.

A human life begins at fertilization of the egg by the sperm. I am alive. A fetus in the womb is alive, as is an embryo, as is a zygote. A cell in my body is alive in the sense that it is part of me, but a somatic cell is not a human life itself. A sperm cell is not a human life. Nor is an egg cell.

A zygote is a human life, because it is, from a biological perspective, a human being. Human life begins at fertilization: the new human being at this stage has its genetic complement and will, if nourished and unimpeded, mature to an embryo, a fetus, a baby, a child, and an adult.

Human life begins at fertilization, and ends at death. Individual parts of human beings — cells and tissues and organs — are not lives in themselves, but are parts of a human being.

There is no scientific debate about the fact that human life begins at fertilization and ends at death. This is a simple biological fact, known since the 19th century when the science of human reproduction was established.

Whether a human being at the stage of an embryo or a fetus is a “person” is another matter. A person is (in this context) a human being who is worthy of moral respect and legal protection. It is on the question of personhood of the child in the womb that the abortion debate hinges, not on the question of whether the child, from zygote to embryo to fetus, is a human being.

A fetus isn’t a “human entity.” He or she is a human being. Human life begins at fertilization. That is a fact of biology, and has been settled by science for two centuries, and it’s regrettable that Dr. Parker, an abortionist, misrepresents the science to defend his trade.

The real question in the abortion debate is this: Are all human beings persons, or does personhood depend on certain characteristics of human beings? One hopes that African-Americans especially will reject Dr. Parker’s argument that a certain class of human beings, because of their condition of vulnerability, aren’t persons and aren’t entitled to respect and legal protection.


Which fertilized eggs will become healthy human fetuses? Researchers predict with 93% accuracy

Two-thirds of all human embryos fail to develop successfully. Now, in a new study, researchers at the Stanford University School of Medicine have shown that they can predict with 93 percent certainty which fertilized eggs will make it to a critical developmental milestone and which will stall and die. The findings are important to the understanding of the fundamentals of human development at the earliest stages, which have largely remained a mystery despite the attention given to human embryonic stem cell research.

Because the parameters measured by the researchers in this study occur before any embryonic genes are expressed, the results indicate that embryos are likely predestined for survival or death before even the first cell division. Assessing these parameters in the clinic could make it easier for in vitro fertilization specialists to select embryos for transfer for a successful pregnancy.

"Until recently, we've had so little knowledge about the basic science of our development," said the study's senior author Renee Reijo Pera, PhD. "In addition to beginning to understand more about our development, we're hopeful that our research will help improve pregnancy rates arising from in vitro fertilization, while also reducing the frequency of miscarriage and the need for the selective reduction of multiple embryos."

Reijo Pera is a professor of obstetrics and gynecology at the medical school and the director of the Center for Human Embryonic Stem Cell Research and Education at Stanford's Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine. The study will be published online Oct. 3 in Natuur Biotechnologie. Postdoctoral scholar Connie Wong, PhD, and former postdoctoral scholar Kevin Loewke, PhD, are the co-first authors of the research. Loewke is currently the lead engineer at the Menlo Park, Calif., biotechnology company Auxogyn Inc.

The researchers conducted their studies on a unique set of 242 frozen, one-cell human embryos from the Reproductive Medicine Center at the University of Minnesota. The embryos were created at the in vitro fertilization program at Lutheran General Hospital in Illinois over a period of several years prior to 2002, and when the clinic was closed, the patients gave their consent for their embryos to be used in research.

Nowadays it's unusual to freeze embryos so soon after fertilization (about 12 to 18 hours). Instead, clinicians monitor embryonic development for three to five days in an attempt to identify those that are more likely to result in healthy pregnancies after transfer. Despite their best efforts, though, they have only about a 35 percent success rate. As a result, most women elect to transfer two or more embryos to increase the chance of a live birth. However, if multiple embryos implant and develop successfully, a woman and her physician may choose to selectively abort one or more to better the odds for the remaining embryos.

Reijo Pera and her colleagues received a large grant from an anonymous donor to investigate ways to better predict embryonic developmental success within one or two days of fertilization. Not only would such an advance decrease the likelihood of miscarriage or the possible need for a selective reduction, it would also reduce the amount of time the embryo would be have to be cultured in the laboratory before transfer. (Although it's not been conclusively shown, some researchers are concerned that genetic changes may accumulate in a cultured embryo and cause subtle, long-lasting effects in the fetus.)

The researchers thawed the embryos, split them into four groups and tracked their development during the first few days using time-lapse video microscopy and computer software specially designed by Loewke, a former Stanford mechanical engineering graduate student, for this study. They followed the cells through the development of a hollow ball called a blastocyst, which typically occurs within five to six days after fertilization. A blastocyst is usually an indication of a healthy embryo.

They found that of the 242 embryos, 100 were able within five or six days to form normal-looking blastocysts -- about the same proportion that would be expected to be successful in normal pregnancies. Because they had tracked the embryos' development so closely, they were then able to go back and identify three specific parameters collectively associated with successful blastocyst formation: the duration of first cytokinesis (the last step of a period in the cell cycle called mitosis in which the cell physically divides), the time between first and second mitoses, and the synchronicity of the second and third mitoses. All of these events occur as the embryo progresses from one cell to four cells within the first two days after fertilization.

"It completely surprised me that we could predict embryonic fate so well and so early," said Reijo Pera. If an embryo's values fell within certain windows of time for the three predictive parameters, that embryo was more than 90 percent likely to go on to develop successfully into a blastocyst.

When the researchers looked at the gene expression profiles of individual cells from the embryos, they found that, as had been previously shown, the embryos at first express only genes from the maternally derived egg. By roughly the third day (the eight-cell stage) they begin to express genes specific to embryonic development, and the relative proportion of embryonic to egg genes increases steadily during the next few cell divisions.

Surprisingly, however, they found that not all cells in an embryo are behaving identically: While some cells may be expressing mostly maternal genes, others in the same embryo are churning out mostly embryonic genes.

Similarly, not all cells in an embryo are dividing in synchrony: The researchers found embryos in which some cells were dividing on schedule while others were seemingly stuck, or paused.

"We've always thought of embryos as living or dying, but in reality we find that each cell in the embryo is making decisions autonomously," said Reijo Pera. "No one has ever looked at this before." She and her colleagues found that embryos in which individual cells varied significantly in their cell-division schedules or gene-expression profiles were less likely to become successful blastocysts.

Together the research indicates that the maternal RNA transcripts -- that is, the molecules that carry instructions from the mother's DNA to the embryo's protein-making factories -- must be actively degraded in each cell of the embryo, and that this degradation is necessary for the cells to begin to express embryonic genes. Cells that fail to execute some part of this delicate process get out of sync with their neighbors and jeopardize the life of the embryo. The whole endeavor is complicated, and may explain why human embryonic development is so precarious and unique.

The research also highlights the importance of studying human embryos, which currently cannot be supported by federal funds. (Every year since 1996, Congress has approved a provision known as the Dicky-Wicker amendment that prohibits the use of federal funds for research in which a human embryo is destroyed -- even ones that would otherwise be discarded.)

"In mice, about 80 to 90 percent of embryos develop to the blastocyst stage. In humans, it's about 30 percent," said Reijo Pera. "In addition, about one in 100 mouse embryos are chromosomally abnormal, versus about seven out of 10 human embryos. That's why human studies like these are so important. Women, their families and their physicians want to increase the chances of having one healthy baby and avoid high-risk pregnancies, miscarriages or other adverse maternal and fetal outcomes. It's truly a women's health issue that affects the broader family."

The research was funded by an anonymous donor, the March of Dimes and the Stanford Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine.

The researchers have developed an automated algorithm for clinical use that could assess these time-lapse microscopy videos and determine with high accuracy which of these very early embryos would be successful by the four-cell stage. That technology has been licensed exclusively to Auxogyn Inc. by Stanford. Reijo Pera and the other coauthors of the manuscript own or have the right to purchase stock in the company.

Verhaalbron:

Materialen geleverd door Stanford University Medical Center. Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.


Outside the womb:

M anish Arora’s desk at the Icahn School of Medicine at Mount Sinai in New York City is a chaotic jumble of half-empty coffee mugs, philosophy books and baby teeth. The tiny teeth were donated for a study unrelated to autism, but they may uncover secrets about the condition nonetheless, he says.

Arora is many things: a dentist, a scientist and a father to 6-year-old triplets. He is soft-spoken and often speaks in metaphors. In his professional life, he strives to understand how chemical exposures early in life affect brain development, a passion shaped by his childhood growing up on the border of Zambia and what is now Zimbabwe. He remembers trucks spraying pesticides such as DDT on the ground — and sometimes also on children playing outside — to control malaria, a practice that he continued to think about as he got older because of its potential harm.

As Arora knows from his dentistry work, baby teeth provide a record of a body’s chemical exposures. Teeth, he explains, are like trees: As they grow, they create rings — about one-tenth the diameter of a human hair — that record the chemicals and metals they encounter. These growth rings begin to form at the end of the first trimester of gestation and continue throughout life. “Today, you and me are forming a growth ring and it’s capturing everything that we’re exposed to,” he says. By studying the growth rings of discarded baby teeth, he and his colleagues can analyze what fetuses were exposed to in utero. The stress of birth creates a dark mark that can be used as a reference point.

In May, Arora and his colleagues reported an analysis of baby teeth collected from 193 children, including 32 sets of twins in which one twin is autistic and the other is not. The team analyzed the children’s tooth growth rings using a highly sensitive form of mass spectrometry. The levels of metals such as zinc and copper typically cycle together in a pattern — both metals help to regulate neuronal firing — but in autistic children, the cycles are shorter, less regular and less complex than in controls. Arora’s team created an algorithm based on these group differences that can predict a child’s autism with more than 90 percent accuracy.

Arora’s work is part of a growing field that is attempting to decipher what kinds of environmental exposures increase the odds of autism and how they interact with human biology and genetics. These are tough questions to answer. Researchers cannot easily collect blood or saliva samples from fetuses to see what’s circulating through them. Instead, they try to discern fetal exposures by using the mother’s environment as a proxy. If a pregnant woman takes a particular medication, for instance, researchers can extrapolate that the fetus, too, was exposed.

So far, though, results have been mixed. Studies suggest that autism is associated with thalidomide, a drug prescribed for morning sickness in the 1950s and 1960s and later found to cause serious birth defects. Valproate, a drug used to treat epilepsy, bipolar disorder and migraines, is also linked to autism when taken during pregnancy. But for other common drugs, such as antidepressants, an association with autism is harder to discern.

Chemical record: Growth rings in baby teeth reveal exposures before and after birth.

Part of the problem is that women take antidepressants for underlying mental-health conditions — so if an association is found, it is often unclear whether the root cause is her medication or her genetics. “It’s very difficult to disentangle,” says Hilary Brown, an epidemiologist at the University of Toronto Scarborough in Canada. Last year, through a clever study design, she and her colleagues inched a bit closer to the truth. They studied sibling pairs in which one sibling had been exposed to antidepressants in utero and the other had not, allowing them to control for the severity of the mother’s depression, among other factors. They reported that the siblings exposed to antidepressants were no more likely to have autism than their unexposed siblings. The results suggest that the medications themselves do not increase autism risk.

Some research has also linked the use of acetaminophen (commonly marketed as Tylenol) during pregnancy to autism. But again, it is unclear whether it is acetaminophen that is the problem, or the underlying reason for its use — pain or an infection, leading back to the maternal immune activation hypothesis.

Air pollution might also be linked to autism risk, but the details are hazy. At least 14 studies have suggested an association with autism, and air pollution is known to trigger inflammation, but analyses of individual airborne chemicals have been inconsistent. Researchers are also confused by the fact that cigarette smoking, which contains many of the same chemicals as air pollution, is not associated with the condition.

Certain pesticides, such as chlorpyrifos, can disrupt sex-hormone pathways implicated in animal models of autism. But again, studies linking pesticides to autism have been mixed, and questions about causation are unresolved. More answers may emerge, however, as researchers uncover new ways to study interactions between fetuses and the outside world. In addition to Arora’s work on baby teeth, researchers are investigating what kinds of chemical stories meconium, a newborn’s first feces, can tell.


Developmental consequences of fetal exposure to drugs: what we know and what we still must learn

Most drugs of abuse easily cross the placenta and can affect fetal brain development. In utero exposures to drugs thus can have long-lasting implications for brain structure and function. These effects on the developing nervous system, before homeostatic regulatory mechanisms are properly calibrated, often differ from their effects on mature systems. In this review, we describe current knowledge on how alcohol, nicotine, cocaine, amphetamine, Ecstasy, and opiates (among other drugs) produce alterations in neurodevelopmental trajectory. We focus both on animal models and available clinical and imaging data from cross-sectional and longitudinal human studies. Early studies of fetal exposures focused on classic teratological methods that are insufficient for revealing more subtle effects that are nevertheless very behaviorally relevant. Modern mechanistic approaches have informed us greatly as to how to potentially ameliorate the induced deficits in brain formation and function, but conclude that better delineation of sensitive periods, dose-response relationships, and long-term longitudinal studies assessing future risk of offspring to exhibit learning disabilities, mental health disorders, and limited neural adaptations are crucial to limit the societal impact of these exposures.

Figuren

Major neurodevelopmental events across species.…

Major neurodevelopmental events across species. Schematic diagram that aligns human brain development with…

Biological targets of fetal drug…

Biological targets of fetal drug exposures. Drugs of abuse not only target the…

Schematic summary of effects of…

Schematic summary of effects of distinct drug classes on offspring development. A wide…


Hart

The heart begins developing around the middle of the third week of pregnancy. It forms from 2 side-by-side, primitive tubes. These tubes fuse into a single tube, the heart tube. Other tissues are added to this tube as it thickens, grows and begins to bend and fold as it enlarges. By the fourth week of pregnancy, blood flows through the primitive heart, which begins contracting to send blood through early blood vessels to the entire fetus. As heart development continues, the walls of the folded tube thicken and certain parts of the folding tube fuse with each other. Several walls, each called a septum, also develop to divide the heart chambers from each other. By the end of the fifth week, the heart is made up of its final four chambers, and valves have developed to manage blood flow. By 20 weeks, nerves and other special tissues that control heart function develop fully, and the heart, now completely formed, continues to enlarge until birth.


Avoid exposure to toxic substances.

During pregnancy, exposure to radiation, pesticides, some metals, and certain chemicals can cause birth defects, premature birth, and miscarriage. 14 If you're not sure if something might be harmful to you or your fetus, avoid contact with it until you check with your health care provider.

If you work in a job on a farm, a dry cleaner, a factory, a nail or hair salon, you might be around or come into contact with potentially harmful substances. Talk to your health care provider and your employer about how you can protect yourself before and during pregnancy. You may need extra protection at work or a change in your job duties to stay safe. 14

A few examples of exposures that are known to be toxic to the developing fetus are:

Lead: Lead is a metal that may be present in house paint, dust, and garden soil. Any home built before 1978 may have lead paint. Exposure can occur when removing paint in old buildings (or if the paint is peeling) and working in some jobs (for example, manufacturing automotive batteries). Lead is also present in some well water and in water that travels through lead pipes. High levels of lead during pregnancy can cause miscarriage, stillbirth, low birth weight, and premature delivery, as well as learning and behavior problems for the child. 15 Women who had exposure to lead in the past should have1 their blood levels checked before and during pregnancy. 15 Call the National Lead Information Center for information about how to prevent exposure to lead at: 800-424-LEAD.

Radiation: Radiation is energy that travels through space. It can be in the form of X-rays, radio waves, heat, or light, or it can come from "radioactive" materials like dust, metals, or liquids that give off energy called radioactivity. Low exposures to radiation from natural sources (such as from the sun) or from microwave ovens or routine medical X-rays are generally not harmful. Because the fetus is inside the mother, it is partially protected from radiation's effects. 14,16 Pregnant women or women who might be pregnant should make sure their dentists and doctors are aware of this so appropriate precautions can be taken with medical scans (X-rays or CT scans) or treatments that involve radiation. 14 Pregnant women who may be exposed to radiation in the workplace should speak with their employer and health care provider to make sure the environment is safe during their pregnancy. Nuclear or radiation accidents, while rare, can cause high radiation exposures that are extremely dangerous, especially to the developing fetus.

Solvents: Solvents are chemicals that dissolve other substances. Solvents include alcohols, degreasers, and paint thinners. Some solvents give off fumes or can be absorbed through the skin and can cause severe health problems. During pregnancy, being in contact with solvents, especially if you work with them, can be harmful. Solvents may lead to miscarriage, slow the growth of the fetus, or cause preterm birth and birth defects. 14 Pregnant women who may be exposed to solvents in the workplace should speak with their employer and health care provider to make sure the environment is safe during their pregnancy. 17 Whenever you use solvents, be sure to do so in a well-ventilated area, wear safety clothes (such as gloves and a face mask), and avoid eating and drinking in the work area. 14

Many chemicals are commonly found in the blood and body fluids of pregnant women and their infants. However, much remains unknown about the effects of fetal exposure to chemicals. 18 It's best to be cautious about chemical exposure when you are planning to get pregnant or if you are pregnant. Talk to your health care provider if you live or work in or near a toxic environment. 17


Bekijk de video: Hoe kan een baby in het vruchtwater ademen mp4 (December 2021).