cardiovascularКардиоваскулярная терапия и профилактикаCardiovascular Therapy and Prevention1728-88002619-0125«SILICEA-POLIGRAF» LLC10.15829/1728-8800-2023-3742cardiovascular-3742Research ArticleБИОБАНКИРОВАНИЕBIOBANKINGСоздание биоресурсной коллекции компонентов крови беременных женщин для выявления генетических особенностей плода, а также для поиска генетических маркеров гестационных осложненийBioresource collection of blood components from pregnant women to identify fetal genetic features, as well as to search for genetic markers of gestational complicationshttps://orcid.org/0000-0002-6996-8891ВашуковаЕ. С.VashukovaE. S.

Елена Сергеевна Вашукова — кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории геномики отдела геномной медицины им. В.С. Баранова.

Санкт- Петербург

St. Petersburg

vi_lena@list.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3394-7391ТарасенкоО. А.TarasenkoO. A.

Ольга Александровна Тарасенко — кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории геномики отдела геномной медицины им. В. С. Баранова.

Санкт- Петербург

St. Petersburg

olgatar777@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3520-599XТалантоваО. Е.TalantovaO. E.

Ольга Евгеньевна Талантова — кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник, врач акушер-гинеколог медико-генетического центра.

Санкт- Петербург

St. Petersburg

olga_talantova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8520-3445КозюлинаП. Ю.KozyulinaP. Yu.

Полина Юрьевна Козюлина — научный сотрудник.

Санкт- Петербург

St. Petersburg

polykoz@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-8545-6052МоршневаА. В.MorshnevaA. V.

Алиса Васильевна Моршнева — научный сотрудник.

Санкт- Петербург

St. Petersburg

1195alisa@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-5647-6783МальцеваА. Р.MaltsevaА. R.

Анастасия Романовна Мальцева — лаборант- исследователь лаборатории геномики отдела геномной медицины им. В.С. Баранова.

Санкт- Петербург

St. Petersburg

nastya.chentsova@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-4116-0222ПачулияО. В.PachuliaO. V.

Ольга Владимировна Пачулия — кандидат медицинских наук, ученый секретарь.

Санкт- Петербург

St. Petersburg

for.olga.kosyakova@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-6542-5953БеспаловаО. Н.BespalovaO. N.

Олеся Николаевна Беспалова — доктор медицинских наук, зам. директора по научной работе.

Санкт- Петербург

St. Petersburg

shiggerra@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7351-6900КоганИ. Ю.KoganI. Yu.

Игорь Юрьевич Коган — доктор медицинских наук, директор.

Санкт- Петербург

St. Petersburg

ikogan@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7465-4504ГлотовА. С.GlotovA. S.

Андрей Сергеевич Глотов — доктор биологических наук, руководитель отдела геномной медицины им. В. С. Баранова.

Санкт- Петербург

St. Petersburg

anglotov@mail.ruФГБНУ "НИИ акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта"D.O. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and ReproductologyООО "НИПТ"OOO NIPT2023091220232211Биобанкирование37423742Copyright © Вашукова Е.С., Тарасенко О.А., Талантова О.Е., Козюлина П.Ю., Моршнева А.В., Мальцева А.Р., Пачулия О.В., Беспалова О.Н., Коган И.Ю., Глотов А.С., 20232023Вашукова Е.С., Тарасенко О.А., Талантова О.Е., Козюлина П.Ю., Моршнева А.В., Мальцева А.Р., Пачулия О.В., Беспалова О.Н., Коган И.Ю., Глотов А.С.Vashukova E.S., Tarasenko O.A., Talantova O.E., Kozyulina P.Y., Morshneva A.V., Maltseva А.R., Pachulia O.V., Bespalova O.N., Kogan I.Y., Glotov A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cardiovascular.elpub.ru/jour/article/view/3742Цель

Цель. Создание коллекции образцов плазмы и лейкоцитов крови беременных для усовершенствования методов неинвазивного пренатального тестирования, а также для поиска маркеров дезоксирибонуклеиновой кислоты и изучения молекулярных механизмов гестационных осложнений.

Материал и методы

Материал и методы. В процессе создания коллекции используются оригинальные стандартные операционные процедуры. Био материалом для хранения служит плазма и лейкоциты крови беременных женщин.

Результаты

Результаты. По состоянию на июль 2023г в коллекции содержатся образцы плазмы крови и лейкоцитарной пленки от 5814 беременных. Для 5692 женщин выполнено полногеномное секвенирование внеклеточной дезоксирибонуклеиновой кислоты из плазмы крови на приборе Ion GeneStudio S5 (Thermo Fisher Scientific Inc, США). У 522 женщин собраны данные о цитогенетическом исследовании материала плода после инвазивной пренатальной диагностики. В 241 случае образцы получены от беременных плодами с нормальным кариотипом и 282 случаях от беременных плодами с хромосомными аномалиями. После завершения беременности родами данные о течении и исходах беременности собраны у 590 женщин, в 212 случаях беременность осложнилась "большими акушерскими синдромами". На базе коллекции проведена апробация ранее разработанного биоинформатического алгоритма неинвазивного пренатального тестирования на секвенаторе DNBSEQ-G50 (MGI, Китай). Полученная специфичность соответствовала ожидаемой и составила >99,9%. Чувствительность метода — 100%.

Заключение

Заключение. Созданная коллекция, а также ассоциированные с ней клинические и геномные данные являются ценным ресурсом для фундаментальных и прикладных исследований, что подтверждается научными работами, выполненными на основе собранных биообразцов.

Aim

Aim. To create collection of plasma and leukocyte blood samples from pregnant women to improve methods of non-invasive prenatal testing, as well as to search for deoxyribonucleic acid markers and study the molecular mechanisms of gestational complications.

Material and methods

Material and methods. The collection creation process uses original standard operating procedures. The biomaterial for storage was plasma and leukocytes from the blood of pregnant women.

Results

Results. As of July 2023, the collection contains samples of blood plasma and buffy coat suspension from 5814 pregnant women. For 5692 women, whole- genome sequencing of extracellular deoxyribonucleic acid from blood plasma was performed on an Ion GeneStudio S5 system (Thermo Fisher Scientific Inc, USA). Data on cytogenetic examination of fetal material after invasive prenatal diagnosis were collected from 522 women. In 241 cases, samples were obtained from pregnant women with fetuses with a normal karyotype and in 282 cases from pregnant women with fetuses with chromosomal abnormalities. After pregnancy ended with childbirth, data on the course and outcomes of pregnancy were collected from 590 women. In 212 cases, pregnancy was complicated by great obstetrical syndromes. Based on the collection, a previously developed bioinformatic algorithm for non-invasive prenatal analysis was tested on a DNBSEQ-G50 sequencer (MGI, China). The obtained specificity corresponded to the expected one and was >99,9%. The sensitivity of the method is 100%.

Conclusion

Conclusion. The created collection, as well as the clinical and genomic data associated with it, is a valuable resource for basic and applied research.

биоресурсная коллекциябеременностьпренатальная диагностикавнеклеточная дезоксирибонуклеиновая кислотаДНК-маркеры осложнений беременностиbioresource collectionpregnancyprenatal diagnosisextra cellular deoxyribonucleic acidDNA markers of pregnancy complicationsИсследование выполнено в рамках ФНИ № 1021062812133-0-3.2.2 "Оптимизация методов предикции, профилактики и лечения "больших акушерских синдромов", а также стратегии родоразрешения у беременных из групп высокого риска, с целью улучшения акушерских и перинатальных исходов". Использованы образцы, депонированные в УНУ (уникальную научную установку) "Репродуктивное здоровье человека" (регистрационный номер USU_3076082)The study was carried out within the fundamental research project № 1021062812133-0-3.2.2 "Optimization of methods for prediction, prevention and treatment of great obstetrical syndromes, as well as delivery strategies in pregnant women from high-risk groups, in order to improve obstetric and perinatal outcomes." The samples used were deposited in the unique scientific installation "Human Reproductive Health" (registration number USU_3076082)ReferencesПренатальная диагностика наследственных болезней. Состояние и перспективы. Баранов В. С., Кузнецова Т. В., Кащеева Т. К. и др. СПб.: Изд­во Эко­ Вектор, 2020. 503 с. ISBN: 978­5­907201­24­8.Prenatal diagnosis of hereditary diseases: state and prospects. V. S. Baranov, T. V. Kuznetsova, T. K. Kashcheeva, et al. SPb.: Izdvo Eco­ Vector, 2020. 503 р. (In Russ.) ISBN: 978­5­907201­24­8.Lo YM, Corbetta N, Chamberlain PF, et al. Presence of fetal DNA in maternal plasma and serum. Lancet. 1997;350(9076):485­87. doi:10.1016/S0140­6736(97)02174­0.Lo YM, Corbetta N, Chamberlain PF, et al. Presence of fetal DNA in maternal plasma and serum. Lancet. 1997;350(9076):485­87. doi:10.1016/S0140­6736(97)02174­0.Калашникова Е. А., Глотов А. С., Андреева Е. Н. и др. Современное значение неинвазивного пренатального исследования внеклеточной ДНК плода в крови матери и перспективы его применения в системе массового скрининга беременных в Российской Федерации. Журнал акушерства и женских болезней. 2021;70(1):19­50. doi:10.17816/JOWD56573.Kalashnikova EA, Glotov AS, Andreyeva EN, et al. Current relevance of non­invasive prenatal study of ceil­free fetal DNA in the mother's blood and prospects for its application in mass screening of pregnant women in the Russian Federation. Journal of Obstetrics and Women's Diseases. 2021;70(1):19­50. (In Russ.). doi:10.17816/JOWD56573.Грачева М. И., Кан Н. Е., Красный А. М. Роль внеклеточной фетальной ДНК в ранней диагностике осложнений беременности. Акушерство и гинекология. 2016;10:5­10. doi:10.18565/aig.2016.10.5­10.Gracheva MI, Kan NE, Krasniy AM. Role of cell­free fetal DNA in the early diagnosis of pregnancy complications. Akusherstvo i Ginekologiya/Obstetrics and Gynecology. 2016;(10):5­10. (In Russ.) doi:10.18565/aig.2016.10.5­10.AbdelHalim RM, Ramadan DI, Zeyada R, et al. Circulating Maternal Total Cell­ Free DNA, Cell­ Free Fetal DNA and Soluble Endoglin Levels in Preeclampsia: Predictors of Adverse Fetal Outcome? A Cohort Study. Mol Diagn Ther. 2016;20(2):135­49. doi:10.1007/s40291­015­0184­x.AbdelHalim RM, Ramadan DI, Zeyada R, et al. Circulating Maternal Total Cell­ Free DNA, Cell­ Free Fetal DNA and Soluble Endoglin Levels in Preeclampsia: Predictors of Adverse Fetal Outcome? A Cohort Study. Mol Diagn Ther. 2016;20(2):135­49. doi:10.1007/s40291­015­0184­x.Kwak DW, Kim SY, Kim HJ, et al. Maternal total cell­free DNA in preeclampsia with and without intrauterine growth restriction. Sci Rep. 2020;10:11848. doi:10.1038/s41598­020­68842­1.Kwak DW, Kim SY, Kim HJ, et al. Maternal total cell­free DNA in preeclampsia with and without intrauterine growth restriction. Sci Rep. 2020;10:11848. doi:10.1038/s41598­020­68842­1.Farina A, LeShane ES, Romero R, et al. High levels of fetal cell­free DNA in maternal serum: a risk factor for spontaneous preterm delivery. Am J Obstet Gynecol. 2005;193(2):421­5. doi:10.1016/j.ajog.2004.12.023.Farina A, LeShane ES, Romero R, et al. High levels of fetal cell­free DNA in maternal serum: a risk factor for spontaneous preterm delivery. Am J Obstet Gynecol. 2005;193(2):421­5. doi:10.1016/j.ajog.2004.12.023.van Boeckel SR, Davidson DJ, Norman JE, Stock SJ. Cellfree fetal DNA and spontaneous preterm birth. Reproduction. 2018;155(3):R137­45. doi:10.1530/REP­17­0619.van Boeckel SR, Davidson DJ, Norman JE, Stock SJ. Cellfree fetal DNA and spontaneous preterm birth. Reproduction. 2018;155(3):R137­45. doi:10.1530/REP­17­0619.Chesnais V, Ott A, Chaplais E, et al. Using massively parallel shotgun sequencing of maternal plasmatic cell­free DNA for cytomegalovirus DNA detection during pregnancy: a proof of concept study. Rep. 2018;8:4321. doi:10.1038/s41598­018­22414­6.Chesnais V, Ott A, Chaplais E, et al. Using massively parallel shotgun sequencing of maternal plasmatic cell­free DNA for cytomegalovirus DNA detection during pregnancy: a proof of concept study. Rep. 2018;8:4321. doi:10.1038/s41598­018­22414­6.Morshneva A, Kozyulina P, Vashukova E, et al. Pilot Screening of Cell­ Free mtDNA in NIPT: Quality Control, Variant Calling, and Haplogroup Determination. Genes. 2021;12(5):743. doi:10.3390/genes12050743.Morshneva A, Kozyulina P, Vashukova E, et al. Pilot Screening of Cell­ Free mtDNA in NIPT: Quality Control, Variant Calling, and Haplogroup Determination. Genes. 2021;12(5):743. doi:10.3390/genes12050743.Tong X, Yu X, Du Y, et al. Peripheral Blood Microbiome Analysis via Noninvasive Prenatal Testing Reveals the Complexity of Circulating Microbial Cell­ Free DNA. Microbiol Spectr. 2022;10(3):e0041422. doi:10.1128/spectrum.00414­22.Tong X, Yu X, Du Y, et al. Peripheral Blood Microbiome Analysis via Noninvasive Prenatal Testing Reveals the Complexity of Circulating Microbial Cell­ Free DNA. Microbiol Spectr. 2022;10(3):e0041422. doi:10.1128/spectrum.00414­22.Qiu C, Hevner K, Enquobahrie DA, Williams MA. A case­control study of maternal blood mitochondrial DNA copy number and preeclampsia risk. Int J Mol Epidemiol Genet. 2012;3(3):237­44.Qiu C, Hevner K, Enquobahrie DA, Williams MA. A case­control study of maternal blood mitochondrial DNA copy number and preeclampsia risk. Int J Mol Epidemiol Genet. 2012;3(3):237­44.McCarthy C, Kenny LC. Therapeutically targeting mitochondrial redox signalling alleviates endothelial dysfunction in preeclampsia. Sci Rep. 2016;6:32683. doi:10.1038/srep32683.McCarthy C, Kenny LC. Therapeutically targeting mitochondrial redox signalling alleviates endothelial dysfunction in preeclampsia. Sci Rep. 2016;6:32683. doi:10.1038/srep32683.Marschalek J, Wohlrab P, Ott J, et al. Maternal serum mitochondrial DNA (mtDNA) levels are elevated in preeclampsia — A matched case­control study. Pregnancy Hypertens. 2018;14:1959. doi:10.1016/j.preghy.2018.10.003.Marschalek J, Wohlrab P, Ott J, et al. Maternal serum mitochondrial DNA (mtDNA) levels are elevated in preeclampsia — A matched case­control study. Pregnancy Hypertens. 2018;14:1959. doi:10.1016/j.preghy.2018.10.003.Williamson RD, McCarthy FP, Khashan AS, et al. Exploring the role of mitochondrial dysfunction in the pathophysiology of preeclampsia. Pregnancy Hypertens. 2018;13:248­53. doi:10.1016/j.preghy.2018.06.012.Williamson RD, McCarthy FP, Khashan AS, et al. Exploring the role of mitochondrial dysfunction in the pathophysiology of preeclampsia. Pregnancy Hypertens. 2018;13:248­53. doi:10.1016/j.preghy.2018.06.012.Busnelli A, Lattuada D, Ferrari S, et al. Mitochondrial DNA copy number in peripheral blood in the first trimester of pregnancy and different preeclampsia clinical phenotypes development: a pilot study. Reprod Sci. 2018;26(8):1054­61. doi:10.1177/1933719118804410.Busnelli A, Lattuada D, Ferrari S, et al. Mitochondrial DNA copy number in peripheral blood in the first trimester of pregnancy and different preeclampsia clinical phenotypes development: a pilot study. Reprod Sci. 2018;26(8):1054­61. doi:10.1177/1933719118804410.Ozeki A, Tani K, Takahashi H, et al. Preeclamptic patient­ derived circulating cell­free DNA activates the production of inflammatory cytokines via toll­like receptor 9 signalling in the human placenta. J Hypertens. 2019; 37:2452­60. doi:10.1097/HJH.0000000000002208.Ozeki A, Tani K, Takahashi H, et al. Preeclamptic patient­ derived circulating cell­free DNA activates the production of inflammatory cytokines via toll­like receptor 9 signalling in the human placenta. J Hypertens. 2019; 37:2452­60. doi:10.1097/HJH.0000000000002208.McElwain C, McCarthy CM. Investigating mitochondrial dysfunction in gestational diabetes mellitus and elucidating if BMI is a causative mediator. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 2020; 251:60­5. doi:10.1016/j.ejogrb.2020.04.037.McElwain C, McCarthy CM. Investigating mitochondrial dysfunction in gestational diabetes mellitus and elucidating if BMI is a causative mediator. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 2020; 251:60­5. doi:10.1016/j.ejogrb.2020.04.037.Colleoni F, Lattuada D, Garretto A, et al. Maternal blood mitochondrial DNA content during normal and intrauterine growth restricted (IUGR) pregnancy. Am J Obstet Gynecol. 2010; 203(4):365.e1­6. doi:10.1016/j.ajog.2010.05.027.Colleoni F, Lattuada D, Garretto A, et al. Maternal blood mitochondrial DNA content during normal and intrauterine growth restricted (IUGR) pregnancy. Am J Obstet Gynecol. 2010; 203(4):365.e1­6. doi:10.1016/j.ajog.2010.05.027.Linthorst J, Baksi MMM, Welkers MRA, Sistermans EA. The cellfree DNA virome of 108,349 Dutch pregnant women. Prenat Diagn. 2023;43(4):448­56. doi:10.1002/pd.6143.Linthorst J, Baksi MMM, Welkers MRA, Sistermans EA. The cellfree DNA virome of 108,349 Dutch pregnant women. Prenat Diagn. 2023;43(4):448­56. doi:10.1002/pd.6143.Dryllis G, Liakou P, Politou M. Genetic Polymorphisms Implicated in Major Pregnancy Complications: a Review. Folia Med (Plovdiv). 2020;62(2):230­7. doi:10.3897/folmed.62.e47831.Dryllis G, Liakou P, Politou M. Genetic Polymorphisms Implicated in Major Pregnancy Complications: a Review. Folia Med (Plovdiv). 2020;62(2):230­7. doi:10.3897/folmed.62.e47831.Биобанкирование. Национальное руководство. Под редакцией А. Н. Мешкова, А. С. Глотова, С. В. Анисимова. Национальная ассоциация биобанков и специалистов по биобанкированию. М.: Изд­во Триумф, 2022. 308 с. ил. ISBN: 9785­93673­322­2.Biobanking. National Guidelines. Ed. A. N. Meshkova, A. S. Glotova, S. V. Anisimova. National association of Biobanks and biobanking specialists. M.: Izd­vo Triumf, 2022. 308 р. il. (In Russ.) ISBN: 9785­93673­322­2.Пачулия О. В., Илларионов Р. А., Вашукова Е. С. и др. Характеристика биоресурсной коллекции биообразцов от беременных женщин на разных сроках гестации для поиска ранних биомаркеров осложнений беременности и перспективы ее научного использования. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2022;21(11):3399. doi:10.15829/1728­8800­2022­3399.Pachulia OV, Illarionov RA, Vashukova ES, et al. Bioresource collection of biosamples from pregnant women at different gestational ages for the search for early biomarkers of pregnancy complications and potential for its use in research. Cardiovascular Therapy and Prevention. 2022;21(11):3399. (In Russ.) doi:10.15829/1728­8800­2022­3399.Кондрацкая В. А., Покровская М. С., Долудин Ю. В. и др. Влияние преаналитических переменных на качество внеклеточной ДНК. Биобанкирование материала для выделения внеклеточной ДНК. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2021;20(8):3114. doi:10.15829/1728­8800­2021­3114.Kondratskaya VA, Pokrovskaya MS, Doludin YuV, et al. Influence of preanalytical variables on the quality of cell­free DNA. Biobanking of cell­free DNA material. Cardiovascular Therapy and Prevention. 2021;20(8):3114. (In Russ.). doi:10.15829/1728­8800­2021­3114.Ivashchenko TE, Vashukova, ES, Kozyulina, PY, et al. Noninvasive prenatal pesting using next generation sequencing: pilot experience of the D. O. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology. Russian Journal of Genetics. 2019;55(10):1208­13. doi:10.1134/S1022795419100053.Ivashchenko TE, Vashukova, ES, Kozyulina, PY, et al. Noninvasive prenatal pesting using next generation sequencing: pilot experience of the D. O. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology. Russian Journal of Genetics. 2019;55(10):1208­13. doi:10.1134/S1022795419100053.Козюлина П. Ю., Вашукова Е. С., Моршнева А. В. и др. Опыт применения NGS секвенирования для проведения НИПТ на базе ФГНУ "НИИ АГиР им. Д. О. Отта". Медицинская генетика. 2020;19(3):71­3. doi:10.25557/2073­7998.2020.03.71­73.Kozyulina PY, Vashukova ES, Morshneva AV, et al. Application of nipt by ngs sequencing in D. O. Ott research institute for obstetrics, gynaecology and reproductology. Medical Genetics. 2020;19(3):71­3. (In Russ.) doi:10.25557/2073­7998.2020.03.71­73.Тарасенко О. А., Вашукова Е. С., Козюлина П. Ю. и др. Опыт применения высокопроизводительного секвенирования (NGS) для проведения неинвазивного пренатального скрининга анеуплоидий плода на базе ФГБНУ "НИИ АГиР им. Д. О. Отта". Акушерство и гинекология. 2022;10:37­49. doi:10.18565/aig.2022.10.37­49.Tarasenko OA, Vashukova ES, Kozyulina PYu, et al. Experience of using high­throughput sequencing (NGS) for noninvasive prenatal screening of fetal aneuploidy at the D. O. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproduction. Akusherstvo i Ginekologiya /Obstetrics and Gynecology. 2022;10:37­49. (In Russ.) . doi:10.18565/aig.2022.10.37­49.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.