Sesquizygote (semi-identieke) tweelingen begrijpen: het tweede, niet eerder gerapporteerde type twinning

Casestudy meldt eerste zeldzame semi-identieke tweelingen bij mensen die tijdens de zwangerschap zijn geïdentificeerd en pas de tweede ooit bekend

Eeneiige tweelingen (monozygote tweelingen) ontstaan ​​wanneer cellen van één eicel worden bevrucht door één zaadcel, waarna ze zich na de bevruchting in tweeën splitsen. Eeneiige tweelingen hebben altijd hetzelfde geslacht en identiek genetisch materiaal of DNA . Twee-eiige tweelingen (dizygote tweelingen) ontstaan ​​wanneer twee eicellen worden bevrucht door twee verschillende zaadcellen, die zich samen ontwikkelen en dus van verschillend geslacht kunnen zijn. Twee-eiige tweelingen zijn genetisch gezien net zo gelijk als broers en zussen van dezelfde ouders die op verschillende tijdstippen zijn geboren.

Semi-identieke tweelingen geïdentificeerd tijdens zwangerschap

In een casestudie gepubliceerd in The New England Journal of Medicine hebben onderzoekers van de Queensland University of Technology in Australië melding gemaakt van een semi-identieke tweeling – een jongen en een meisje – die voor het eerst tijdens de zwangerschap werd geïdentificeerd. Het betreft slechts de tweede bekende tweeling van dit type .^¹ Tijdens de echografie van de 28-jarige moeder in de zesde week van de zwangerschap werd, op basis van de aanwezigheid van één gedeelde placenta en de positie van de vruchtzakken, een eeneiige tweeling verwacht. Bij een latere echografie in de veertiende week van de zwangerschap, in het tweede trimester, bleek het om een ​​jongen en een meisje te gaan, wat alleen mogelijk is bij een twee-eiige tweeling en niet bij een eeneiige.

Genetisch onderzoek door middel van vruchtwaterpunctie toonde aan dat de tweelingen 100 procent maternaal DNA deelden en dat de ene tweeling grotendeels paternaal DNA had ontvangen van de ene set vaderlijke cellen en de andere tweeling van de andere set. Er had echter enige vermenging plaatsgevonden tijdens de vroege embryonale ontwikkeling, wat aantoonde dat deze tweelingen geen gewone tweelingen waren, maar chimera's, dat wil zeggen dat ze cellen van verschillende genen bevatten. Chimera's bestaan ​​uit verschillende populaties van genetisch verschillende cellen en zijn dus genetisch niet uniform. De typische chromosoomconfiguratie voor een jongen is 46XY en voor een meisje 46XX, maar deze tweelingen hadden beiden een mix van vrouwelijke XX-cellen en mannelijke XY-cellen in verschillende verhoudingen – wat betekent dat sommige cellen in hun lichaam XX waren en andere XY. De jongen had een XX/XY-chimerismeverhouding van 47:53 en het meisje een XX/XY-chimerismeverhouding van 90:10. Dit duidt op een mogelijke dominantie in de mannelijke of vrouwelijke ontwikkeling van de respectievelijke tweeling.

Hoe worden semi-identieke tweelingen verwekt?

Wanneer een zaadcel een eicel binnendringt, verandert het membraan van de eicel, waardoor een andere zaadcel wordt buitengesloten. In deze specifieke zwangerschap werd de eicel van de moeder gelijktijdig bevrucht door twee zaadcellen van de vader, een fenomeen dat 'dispermische bevruchting' wordt genoemd. Een normaal embryo heeft twee sets chromosomen, één van de moeder en één van de vader. Maar als er een dergelijke gelijktijdige bevruchting plaatsvindt, worden er drie sets chromosomen geproduceerd in plaats van twee: één van de moeder en twee van elke zaadcel van de vader. Drie sets chromosomen zijn onverenigbaar met het centrale dogma van het leven en daarom is een dergelijke zwangerschap, veroorzaakt door dubbele bevruchting, niet levensvatbaar. De embryo's overleven niet en leiden tot een miskraam. In deze zeldzame zwangerschap is er mogelijk een storing opgetreden in een mechanisme dat polyspermie voorkomt, waardoor twee zaadcellen een eicel bevruchtten en drie sets chromosomen produceerden. Een dergelijke opeenvolging van gebeurtenissen wordt 'heterogene celdeling' genoemd, zoals eerder is beschreven bij dieren. Het derde chromosoom, dat materiaal van slechts de twee zaadcellen bevatte, kon zich niet normaal ontwikkelen en overleefde het daarom niet. De overgebleven twee normale celtypen combineerden zich opnieuw en groeiden verder voordat ze zich splitsten in twee embryo's – een jongen en een meisje – waardoor de tweelingen aan vaderskant voor 78 procent identiek waren. De vroege cellen in een zygote zijn pluripotent, wat betekent dat ze zich tot elk type cel kunnen ontwikkelen, waardoor de ontwikkeling van deze cellen mogelijk is.

De tweelingen waren 100 procent identiek aan moederskant en 78 procent aan vaderskant, wat gemiddeld neerkomt op 89 procent identiek aan elkaar. Wetenschappelijk gezien is een semi-identieke tweeling een derde type, een zeldzame vorm van tweelingvorming die kan worden beschouwd als een tussenvorm tussen eeneiige en twee-eiige tweelingen. Qua gelijkenis staan ​​ze dichter bij twee-eiige tweelingen. Het is een buitengewoon zeldzaam verschijnsel; de eerste semi-identieke tweelingen werden in 2007 in de VS gerapporteerd, waarbij één van de tweelingen onduidelijke genitaliën had. ^Beide tweelingen hadden identieke chromosomen van de moeder, maar slechts de helft van het DNA van de vader. In de huidige studie werden geen onduidelijkheden gerapporteerd. Op een gegeven moment dachten onderzoekers dat deze semi-identieke tweelingen misschien niet zo zeldzaam waren en dat eerder gerapporteerde twee-eiige tweelingen in feite semi-identiek zouden kunnen zijn. Analyse van tweelingdatabases toonde echter geen eerdere gevallen van semi-identieke tweelingen aan. Ook bleek uit genetische data-analyse van 968 twee-eiige tweelingen en hun ouders dat er geen aanwijzingen waren voor eeneiige tweelingen. Hoewel de tweelingen gezond ter wereld kwamen via een keizersnede, werden er na de geboorte en op driejarige leeftijd enkele gezondheidsproblemen gemeld bij het meisje. Deze complicaties zijn voornamelijk het gevolg van de genetische aanleg.

***

Bron (nen)

1. Gabbett MT et al. 2019. Moleculaire ondersteuning voor heterogonese resulterend in sesquizygote twinning. Het New England Journal of Medicine. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1701313

2. Souter VL et al. 2007. Een geval van echt hermafroditisme onthult een ongebruikelijk mechanisme van twinning. Menselijke genetica. 121. https://doi.org/10.1007/s00439-006-0279-x

***