जीन और प्रोटीन में अनुसंधान खुला एक्सेस

अमूर्त

सहायक प्रजनन तकनीक में जैविक परीक्षण सत्यापन के लिए नैदानिक ​​संकेतकों का अनुप्रयोग

निकोलस नफ़ाती1*, ओउनिसा ऐत-अहमद1 और समीर हमामाह1,

चिकित्सा प्रजनन अनुसंधान के क्षेत्र में, प्रत्यारोपण के लिए सर्वोत्तम क्षमता वाले भ्रूणों का चयन जीवविज्ञानियों के लिए मुख्य चुनौती है। कई अध्ययनों से पता चलता है कि ओसाइट-क्यूम्यलस सेल क्रॉसटॉक में शामिल जीन उच्चतम प्रत्यारोपण क्षमता वाले भ्रूणों के चयन के लिए उम्मीदवार जीनबायोमार्कर का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं। इसलिए, इस अध्ययन का मुख्य उद्देश्य इन विट्रो निषेचन से गुजरने वाले रोगियों से 102 भ्रूण/क्यूम्यलस सेल नमूनों के RT-qPCR (रियल-टाइम क्वांटिटेटिव पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन) द्वारा 21 बायोमार्कर जीन से ट्रांसक्रिप्टोमिक प्रायोगिक डेटा को सत्यापित करना है। चूंकि विभिन्न स्रोतों (जैविक, तकनीकी, आदि) से परिवर्तनशीलता (शोर) देखी गई थी, इसलिए इन ट्रांसक्रिप्टोमिक डेटा की एक विश्वसनीय और मजबूत गर्भावस्था पूर्वानुमान मॉडल प्रदान करने की क्षमता के बारे में एक उचित संदेह है। इसलिए, हमारा लक्ष्य यह सत्यापित करना है कि क्या जीनोमिक हस्ताक्षर का उपयोग बायोमार्कर के रूप में किया जा सकता है। यदि ऐसा है, तो कोई यह निर्धारित कर सकता है कि ट्रांसक्रिप्टोम पूर्वानुमान योग्य है और एक विश्वसनीय गणितीय मॉडल उत्पन्न कर सकता है। स्टोकेस्टिक मॉडलिंग मल्टीपल लॉजिस्टिक रिग्रेशन (एमएलआर) पर आधारित है जो कि द्विध्रुवीय है और इसलिए बाइनरी है, जो गर्भावस्था (पीआर) घटना की अनुपस्थिति या उपस्थिति की भविष्यवाणी करने के लिए इस जीनोमिक हस्ताक्षर क्षमता के बारे में निष्कर्ष देने के लिए पर्याप्त लगता है। इस कार्य में, देखी गई घटना को एक आश्रित यादृच्छिक वेक्टर वाई द्वारा दर्शाया जाएगा जो गर्भावस्था होने पर 1 का मान लेता है और नहीं होने पर 0 का। इस वेक्टर का पूर्वानुमान मूल्य ऊपर वर्णित परिवर्तनशीलता द्वारा प्रेरित शोर (ε) पर भी निर्भर करता है। बायो-स्टोकेस्टिक टूल जैसे कि आरओसी (रिसीवर ऑपरेटिंग कैरेक्टरिस्टिक माप) वक्र और इसका एयूसी (आरओसी वक्र के तहत क्षेत्र), संभाव्यता संबंधी संभावना संकेतक, ऑड्स रेशियो (ओआर), और अंत में यूडेन इंडेक्स (वाईआई), गर्भावस्था (पीआर) की भविष्यवाणी करने के लिए बायोमार्कर के रूप में इस जीनोमिक हस्ताक्षर की वैधता को सत्यापित करने के लिए एक सरल और प्रभावी जैविक निर्णय उपकरण के रूप में दिखाई देते हैं।
बायोमार्कर का उपयोग रोग के शीघ्र निदान, रोग की रोकथाम के लिए व्यक्तियों की पहचान, संभावित दवा लक्ष्य के रूप में, या दवा प्रतिक्रिया के लिए संभावित मार्कर के रूप में किया जा सकता है। बायोमार्कर दवा के उपयोग (और इसलिए लागत) को उन रोगियों की आबादी तक सीमित कर सकता है जहाँ दवा सुरक्षित और प्रभावकारी होगी। प्रजनन में बायोमार्कर का उपयोग जोखिम के आकलन में सुधार करने, उपचार के लिए अतिसंवेदनशील उपसमूहों की पहचान करने, परिणाम की भविष्यवाणी करने और/या रोग के संभावित रूप से भिन्न एटियलजि वाले उपसमूहों को अलग करने के लिए किया जा सकता है। कई संभावित उपयोगों के बावजूद आणविक बायोमार्कर विकसित करने के लिए प्रजनन जीव विज्ञान में कम भागीदारी है जो सीधे नैदानिक ​​परीक्षणों में प्रवेश करने वाली नई आणविक संस्थाओं की कम संख्या से संबंधित हो सकती है। चूंकि प्रजनन चिकित्सा में उम्मीदवार मार्करों की संख्या बढ़ रही है, इसलिए खोज से लेकर नैदानिक ​​उपयोगिता तक के विकास के मार्ग को समझना और यह पहचानना महत्वपूर्ण है कि संभावित मार्करों का विशाल बहुमत विभिन्न प्रकार की कमियों के कारण नैदानिक ​​रूप से उपयोगी नहीं होगा। बायोमार्कर की नैदानिक ​​उपयोगिता प्रदर्शित होने से पहले व्यापक परीक्षण, सत्यापन और संशोधन किए जाने की आवश्यकता है। नए अवसर और साझेदारियां मौजूद हैं और प्रजनन में बायोमार्कर के विकास को तेज करना चाहिए। जैसे-जैसे अधिक बायोमार्कर व्यवहार में आ रहे हैं, एक बेहतर शिक्षित बायोमार्कर उपभोक्ता इस संभावना को बढ़ाएगा कि बायोमार्कर अपनी महान क्षमता का एहसास करेंगे।
बायोमार्कर की खोज में वृद्धि के साथ-साथ, इस बारे में शिक्षा होनी चाहिए कि मार्करों का नैदानिक ​​चिकित्सा में कैसे उपयोग किया जाएगा। दुर्भाग्य से, ऐसा कोई प्रतिमान नहीं है जो सामान्य रूप से बायोमार्कर के नैदानिक ​​उपयोग पर लागू हो। प्रत्येक बायोमार्कर के उपयोग को व्यक्तिगत बनाने की आवश्यकता है। मार्कर के नैदानिक ​​उपयोगिता के लिए अंतर्निहित जैविक प्रक्रिया से बायोमार्कर का लिंक होना आवश्यक नहीं है। हालांकि, मार्कर के यांत्रिक बिंदुओं को किसी स्थिति से जोड़ने से नैदानिक ​​उपयोग में वृद्धि होने की संभावना है। वैकल्पिक रूप से, एक संभावित एटिओलॉजिक रेखा के साथ विकसित बायोमार्कर में भी कमियां हैं। एक गलत धारणा कि बीमारी एटिओलॉजी, या प्रगति का एक सार्वभौमिक तंत्र है, हमेशा जटिल बीमारियों (जैसे उप-प्रजनन क्षमता) या विविध आबादी में खराब उपयोगिता का कारण बनेगी। एक बायोमार्कर एक उपसमूह के लिए बहुत उपयोगी हो सकता है, लेकिन सभी के लिए नहीं। उदाहरण के लिए, क्लैमाइडिया एंटीबॉडी का पता लगाना ट्यूबल रोग के सभी रूपों के लिए एक अच्छा बायोमार्कर नहीं है। अंडे की गुणवत्ता केवल ग्रैनुलोसा सेल के पैराक्राइन और अंतःस्रावी कार्य का कार्य नहीं है; यह संभव है कि एक महिला के "डिम्बग्रंथि आरक्षित में कमी" हो सकती है और फिर भी उसका एएमएच सामान्य हो सकता है।
बायोमार्कर के विफल होने का एक सामान्य कारण यह है कि यह किसी बीमारी के एक पहलू से जुड़ा हो सकता है, लेकिन नैदानिक ​​महत्व के पहलू से नहीं। सूजन पर आधारित एंडोमेट्रियोसिस के लिए बायोमार्कर सीमित मूल्य का हो सकता है यदि दर्द सामान्यीकृत सूजन से जुड़ा नहीं है (बल्कि इसके बजाय कुछ अन्य प्रक्रिया है)। एक अन्य उदाहरण इन विट्रो भ्रूण विकास के संभावित बायोमार्कर का है। कोशिका विभाजन की गति, या इन विट्रो में भ्रूण का चयापचय, प्रत्यारोपण से पहले होता है और इस प्रकार बायोमार्कर के रूप में जानकारीपूर्ण हो सकता है। हालांकि, प्रत्यारोपण और प्रारंभिक गर्भावस्था का विकास भी मातृ कारकों से दृढ़ता से जुड़ा हुआ है जो अभी भी पूरी तरह से समझा नहीं गया है। इस प्रकार, कोशिका विभाजन और प्रत्यारोपण के बीच संबंध मजबूत हो सकता है, लेकिन भ्रूण स्थानांतरण के बाद गर्भाधान को प्रभावित करने वाले असंख्य नैदानिक ​​कारकों को शामिल करने के लिए अपर्याप्त है। कम से कम किसी भी बायोमार्कर की भविष्यवाणी (इच्छित उपयोग) की सीमाओं को संभावित उपयोगकर्ताओं द्वारा स्पष्ट रूप से स्थापित और समझा जाना चाहिए।
कीवर्ड: प्रजनन; ओसाइट-क्यूम्यलस सेल; जीन-बायोमार्कर; qPCR; परिवर्तनशीलता; गर्भावस्था; पूर्वानुमान मॉडल; बायो-स्टोकेस्टिक; गैर-भेदभावपूर्ण; गैर-सूचनात्मक