DNA-Methylation profiling at imprints in healthy children conceived by assisted reproduction (ART)

Der Zusammenhang zwischen Artifizieller Reproduktionstechnologie (ART) wie z.B. in vitro Fertilisation (IVF) oder Intrazytoplasmatischer Spermieninjektion (ICSI) und Imprinting Erkrankungen wird gegenwärtig umfassend diskutiert. Mehrere unabhängige Studien deuten auf ein 2- 6 fach erhöhtes Auftreten von DNA-Methylierungsfehlern in Imprinting Kontroll-Regionen (ICRs) und assoziierte Imprinting Syndrome in Kindern hin, die mit Hilfe von ART gezeugt wurden. Alle bislang veröffentlichten Studien sind retrospektiv angelegt und basieren auf kleinen Fallzahlen bzw. Kontrollgruppen. Die intrinsische Variabilität von DNA-Methylierungsimprints in einer Population ohne diagnostizierte phänotypische Manifestationen bleibt unklar. Es ist zudem offen ob eine solche Variabilität stärker ausgeprägt ist bei Kindern, die durch IVF oder ICSI gezeugt wurden. Um uns diesen Fragen zu nähern, werden wir zehn maternale und paternal DNA-Methylierungsimprints in einer Kohorte von 300 phänotypisch normalen Kindern untersuchen, die entweder ohne künstliche Befruchtung ("normal" - NC) oder durch IVF bzw. ICSI gezeugt wurden (100 Fälle in jeder Kohorte). Proben des Nabelschnurblutes der Kinder, des Amnions und des Blutes der Mutter (falls möglich auch Blutproben des Vaters) werden bei der Geburt gesammelt. Nach DNA-Extraktion werden DNAMethylierungs-Imprints quantitativ mit Hilfe einer Reihe etablierter bisulphit-basierender Detektions-Methoden (SIRPH, COBRA, DNA-Sequenzierung) bestimmt. Die Daten dieser molekularen Diagnostik werden zusammen mit Daten einer medizinischen "follow-up" Studie ausgewertet, um die epigenetische Variabilität mit physiologischen und anderen diagnostischen Beobachtungen, die während der Schwangerschaft, Geburt und des ersten Lebensjahres erfasst wurden, zu korrelieren.

Assisted reproductive technologies (ART) such as in vitro fertilization (IVF) and intracytoplasmic sperm injection (ICSI) are believed to destabilize genomic imprints. An increased frequency of Beckwith-Wiedemann syndrome in children born after ART has been reported. Other, mostly epidemiological, studies argue against this finding. The aim of this study was to examine the effect of ART on the stability of DNA methylation imprints. DNA was extracted from maternal peripheral blood (MPB), umbilical cord blood (UCB) and amnion/chorion tissue (ACT) of 185 phenotypically normal children (77 ICSI, 35 IVF and 73 spontaneous conceptions). Using bisulphite-based technologies we analysed ten differentially methylated regions (DMRs) including KvDMRl, H19, SNRPN, MEST, GRB10, DLKI/MEG3 IG-DMR, GNAS NESP55, GNAS NESPas, GNAS XL-alpha-s and GNAS ExonlA. Methylation indices (MI) do not reveal any significant differences at nine DMRs among the conception groups in neither MPB, UCB nor in ACT. The only slightly variable DMR was that of MEST. Here the mean MI was higher in UCB and MPB of IVF cases (mean MI±SD: 0.41±0.03 (UCB) and 0.40±0.03 (MPB)) compared to the ICSI (0.38±0.03, p=0.003 (UCB); 0.37±0.04, p=0.0007 (MPB)) or spontaneous cases (0.38±0.03, p=0.003 (UCB); 0.38±0.04, p=0.02 (MPB)). Weak but suggestive correlations between DMRs were however found between MPB, UCB and ACT. In conclusion our study supports the notion that children conceived by ART do not show a higher degree of imprint variability and hence do not have an a priori higher risk for imprinting disorders.