Title (eng)
Integrating cell-free fetal dna from amniotic fluid in prenatal diagnostics
advancements, challenges, and prospects
Author
Jeannette Ackermann
Advisor
Jürgen Neesen
Assessor
Jürgen Neesen
Abstract (deu)
Die pränatale Diagnostik kann in frühen Schwangerschaftsstadien, in denen eine direkte Extraktion von genomischer fetaler DNA nicht möglich ist, eine große Herausforderung sein, um eine schnelle und zuverlässige Diagnose für beunruhigte Eltern zu stellen. Durch die Integration von zellfreier fetaler DNA (cff-DNA) aus dem Fruchtwasser können jedoch Ergebnisse beschleunigt und zusätzliche Punktionen im Falle eines Zellkulturversagens eliminiert werden. Unsere Forschung hat einen Zusammenhang zwischen Schwangerschaftsalter und der Konzentration von cff-DNA festgestellt. Während in späteren Stadien höhere Konzentrationen erreicht werden können, erfordern frühere Schwangerschaftswochen oft einen Konzentrationsschritt für DNA-intensive Methoden. Die Studie entdeckte außerdem, dass mütterliche Zellkontamination durch Zentrifugation bei der Verwendung von cff-DNA minimiert oder sogar beseitigt wird. Mütterliche Zellen können während der Lyse bei der DNA-Extraktion DNA freisetzen, was zu einer Fehlinterpretation der Ergebnisse führt. Dies wurde an 34 sichtbar blutunterlaufenen Fruchtwässern getestet und erwies sich durch die STR-Analyse als wirksam. Die Studie untersuchte 162 Patientenproben mit verschiedenen molekularen Techniken, darunter Mikroarraybasierte komparative gnomische Hybridisierung, Multiplex-ligationsabhängige Sondenamplifikation, Sanger-Sequenzierung und Whole-Exome-Sequenzierung. Die Ergebnisse zeigten, dass alle Methoden erfolgreich an die Arbeit mit cff-DNA angepasst werden konnten und eine 100% Übereinstimmung mit den routinediagnostischen Ergebnissen der gf-DNA erzielten. Unsere Forschung stellt eine neue Methode zur Extraktion von cff-DNA aus dem Fruchtwasser vor, die eine sofortige pränatale Diagnostik vor der 20. Schwangerschaftswoche ermöglicht, auch im Falle einer möglichen maternalen Kontamination. Dies verkürzt die Diagnosezeit deutlich.
Abstract (eng)
Prenatal diagnosis can be challenging, particularly in the early stages of pregnancy, where direct genomic fetal DNA extraction is impossible. However, by integrating cell-free fetal DNA (cffDNA) from amniotic fluid, results can be expedited, delays can be prevented, and the need for additional punctures can be eliminated in case of cell culture failure. Our research has identified a correlation between gestational age and the concentration of cff-DNA. While higher concentrations can be achieved in later stages, earlier weeks of pregnancy often require a concentration step for DNA-intensive methods. The study also discovered a significant finding in preventing maternal cell contamination through centrifugation. This method was tested on 34 visibly blood-tinged amniotic fluids and was proven effective through STRMarker analysis. Maternal cells, such as lymphocytes, can release maternal DNA during lysis during DNA extraction, leading to misinterpretation of results in the worst-case scenario. The study used different molecular techniques on 162 patient samples, including Array Comparative Genomic Hybridization, Multiplex Ligation-Dependent Probe Amplification, Sanger sequencing, and Whole Exome Sequencing. The results showed that all methods could be successfully adapted to work with cff-DNA with specific protocols, achieving 100% concordance with the gf-DNA routine diagnostic results. Our research presents a new method for extracting cffDNA from amniotic fluid, enabling immediate prenatal diagnosis before 20 weeks of pregnancy, significantly reducing the time required for diagnosis and improving clinical decision-making, benefiting healthcare professionals and patients.
Keywords (deu)
Pränataldiagnosezellfreie fetale DNAcff-DNAFruchtwasserGestationsaltermütterliche ZellkontaminationArray Comparative Genomic HybridizationaCGHMultiplex-Ligation-Dependent Probe AmplificationMLPASanger-SequenzierungGanzgenom-SequenzierungWESsofortige pränatale Diagnose
Keywords (eng)
Prenatal diagnosiscell-free fetal DNAcff-DNAamniotic fluidgestational agematernal cell contaminationArray Comparative Genomic HybridizationaCGHMultiplex Ligation-Dependent Probe AmplificationMLPASanger sequencingWhole Exome SequencingWESImmediate prenatal diagnosis
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:2037785
rdau:P60550 (deu)
xiii, 116 Seiten : Illustrationen
Number of pages
132
Association (deu)
Title (eng)
Integrating cell-free fetal dna from amniotic fluid in prenatal diagnostics
advancements, challenges, and prospects
Author
Jeannette Ackermann
Abstract (deu)
Die pränatale Diagnostik kann in frühen Schwangerschaftsstadien, in denen eine direkte Extraktion von genomischer fetaler DNA nicht möglich ist, eine große Herausforderung sein, um eine schnelle und zuverlässige Diagnose für beunruhigte Eltern zu stellen. Durch die Integration von zellfreier fetaler DNA (cff-DNA) aus dem Fruchtwasser können jedoch Ergebnisse beschleunigt und zusätzliche Punktionen im Falle eines Zellkulturversagens eliminiert werden. Unsere Forschung hat einen Zusammenhang zwischen Schwangerschaftsalter und der Konzentration von cff-DNA festgestellt. Während in späteren Stadien höhere Konzentrationen erreicht werden können, erfordern frühere Schwangerschaftswochen oft einen Konzentrationsschritt für DNA-intensive Methoden. Die Studie entdeckte außerdem, dass mütterliche Zellkontamination durch Zentrifugation bei der Verwendung von cff-DNA minimiert oder sogar beseitigt wird. Mütterliche Zellen können während der Lyse bei der DNA-Extraktion DNA freisetzen, was zu einer Fehlinterpretation der Ergebnisse führt. Dies wurde an 34 sichtbar blutunterlaufenen Fruchtwässern getestet und erwies sich durch die STR-Analyse als wirksam. Die Studie untersuchte 162 Patientenproben mit verschiedenen molekularen Techniken, darunter Mikroarraybasierte komparative gnomische Hybridisierung, Multiplex-ligationsabhängige Sondenamplifikation, Sanger-Sequenzierung und Whole-Exome-Sequenzierung. Die Ergebnisse zeigten, dass alle Methoden erfolgreich an die Arbeit mit cff-DNA angepasst werden konnten und eine 100% Übereinstimmung mit den routinediagnostischen Ergebnissen der gf-DNA erzielten. Unsere Forschung stellt eine neue Methode zur Extraktion von cff-DNA aus dem Fruchtwasser vor, die eine sofortige pränatale Diagnostik vor der 20. Schwangerschaftswoche ermöglicht, auch im Falle einer möglichen maternalen Kontamination. Dies verkürzt die Diagnosezeit deutlich.
Abstract (eng)
Prenatal diagnosis can be challenging, particularly in the early stages of pregnancy, where direct genomic fetal DNA extraction is impossible. However, by integrating cell-free fetal DNA (cffDNA) from amniotic fluid, results can be expedited, delays can be prevented, and the need for additional punctures can be eliminated in case of cell culture failure. Our research has identified a correlation between gestational age and the concentration of cff-DNA. While higher concentrations can be achieved in later stages, earlier weeks of pregnancy often require a concentration step for DNA-intensive methods. The study also discovered a significant finding in preventing maternal cell contamination through centrifugation. This method was tested on 34 visibly blood-tinged amniotic fluids and was proven effective through STRMarker analysis. Maternal cells, such as lymphocytes, can release maternal DNA during lysis during DNA extraction, leading to misinterpretation of results in the worst-case scenario. The study used different molecular techniques on 162 patient samples, including Array Comparative Genomic Hybridization, Multiplex Ligation-Dependent Probe Amplification, Sanger sequencing, and Whole Exome Sequencing. The results showed that all methods could be successfully adapted to work with cff-DNA with specific protocols, achieving 100% concordance with the gf-DNA routine diagnostic results. Our research presents a new method for extracting cffDNA from amniotic fluid, enabling immediate prenatal diagnosis before 20 weeks of pregnancy, significantly reducing the time required for diagnosis and improving clinical decision-making, benefiting healthcare professionals and patients.
Keywords (deu)
Pränataldiagnosezellfreie fetale DNAcff-DNAFruchtwasserGestationsaltermütterliche ZellkontaminationArray Comparative Genomic HybridizationaCGHMultiplex-Ligation-Dependent Probe AmplificationMLPASanger-SequenzierungGanzgenom-SequenzierungWESsofortige pränatale Diagnose
Keywords (eng)
Prenatal diagnosiscell-free fetal DNAcff-DNAamniotic fluidgestational agematernal cell contaminationArray Comparative Genomic HybridizationaCGHMultiplex Ligation-Dependent Probe AmplificationMLPASanger sequencingWhole Exome SequencingWESImmediate prenatal diagnosis
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:2037946
Number of pages
132
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