Casestudy meldt eerste zeldzame semi-identieke tweelingen bij mensen die tijdens de zwangerschap zijn geïdentificeerd en pas de tweede ooit bekend
Identiek tweeling (monozygoot) worden verwekt wanneer cellen van een enkel ei worden bevrucht door een enkel sperma en ze splitsen zich in twee na de bevruchting. Eeneiige tweelingen zijn altijd van hetzelfde geslacht en hebben identiek genetisch materiaal of DNA. Twee-eiige tweelingen (dizygoot) zijn bedacht wanneer twee eieren worden bevrucht door twee afzonderlijke spermacellen en ze zich samen ontwikkelen, zodat ze van verschillende geslachten kunnen zijn. Twee-eiige tweelingen zijn genetisch net zo vergelijkbaar als broers en zussen van dezelfde ouders die op een ander tijdstip zijn geboren.
Semi-identieke tweelingen geïdentificeerd tijdens zwangerschap
In een case study gepubliceerd in The New England Journal of Medicine Onderzoekers van de Queensland University of Technology, Australië hebben gerapporteerd dat een semi-identieke tweeling – een jongen en een meisje – voor het eerst tijdens de zwangerschap is geïdentificeerd en zij zijn de enige tweede bekende tweeling van zulke tweelingen1. Tijdens de echo van de 28-jarige moeder na zes weken werd aangegeven dat een eeneiige tweeling wordt verwacht op basis van de aanwezigheid van een enkele gedeelde placenta en de plaatsing van de vruchtzakjes. Later bij haar 14 weken-echo in het tweede trimester, bleek de tweeling een jongen en een meisje te zijn, wat alleen mogelijk is voor een twee-eiige tweeling en niet identiek.
Genetische inspectie uitgevoerd door vruchtwaterpunctie toonde aan dat de tweeling 100 procent deelden moederlijk DNA en voor het grootste deel ontving een tweeling vaderlijk DNA van de ene set vaderlijke cellen en een andere tweeling van de andere set. Tijdens de vroege embryonale ontwikkeling vond er echter enige vermenging plaats, waaruit bleek dat deze tweelingen geen gewone tweelingen waren, maar chimaera's, dat wil zeggen dat ze cellen van verschillende genen hebben. Chimaera's zijn samengesteld uit verschillende populaties van genetisch verschillende cellen en zijn dus niet genetisch uniform. De typische chromosoomrangschikking voor jongen is 46XY en meisje is 46XX, maar deze tweelingen hebben beide een assortiment 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-chimerisme-verhouding van 47:53 en het meisje had een XX/XY-chimerisme-verhouding van 90:10. Dit geeft de potentiële overheersing weer van de mannelijke en vrouwelijke ontwikkeling van de respectieve tweeling.
Hoe worden semi-identieke tweelingen verwekt?
Wanneer een sperma een eicel binnendringt, verandert het membraan van het ei en sluit zo een ander sperma uit. in dit bijzonder zwangerschap, moeders ei werd gelijktijdig bevrucht door twee spermacellen van de vader, ook wel 'dispermische bevruchting' genoemd, waarbij twee spermacellen een enkel ei binnendringen. Een normaal embryo heeft twee sets chromosomen, elk één van moeder en vader. Maar als zo'n gelijktijdige bevruchting plaatsvindt, worden er drie sets chromosomen geproduceerd in plaats van twee, namelijk één van de moeder en twee van elk sperma 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 en overleven de embryo's niet en resulteren in abortus. In deze specifieke zeldzame zwangerschap was er mogelijk een storing in een of ander mechanisme dat polyspermie voorkomt en dus hebben twee spermacellen een eicel bevrucht en drie sets chromosomen geproduceerd. Een dergelijke opeenvolging van gebeurtenissen wordt 'heterogonische celdeling' genoemd, zoals eerder gerapporteerd bij dieren. Het derde chromosoom dat materiaal van alleen de twee spermacellen bevat, kan niet normaal groeien, dus het heeft het niet overleefd. De overige twee typische celtypes combineerden zich weer en bleven groeien voordat ze zich splitsten in twee embryo's - een jongen en een meisje - waardoor de tweeling aan vaders kant voor 78 procent identiek was. De vroege cellen in een zygote zijn pluripotent, wat betekent dat ze zich kunnen ontwikkelen tot elk type cel, waardoor de ontwikkeling van deze cellen mogelijk wordt.
De tweelingen waren 100 procent identiek aan moeders kant en 78 procent aan de vader, dus dit komt neer op gemiddeld 89 procent identiek aan elkaar. In wetenschappelijke termen is semi-identieke tweelingen een derde type karakterisering, een zeldzame vorm van twinning die kan worden genoemd als een intermediair tussen identieke en twee-eiige tweelingen en qua gelijkenis staan ze dichter bij twee-eiige tweelingen. Het is een buitengewoon zeldzame gebeurtenis, de allereerste semi-identieke tweelingen werden in 2007 in de VS gerapporteerd2 waarin een tweeling ambigue genetilia had. En deze tweelingen kregen ook identieke chromosomen van moeder, maar kregen slechts de helft van het DNA van vader. In het huidige onderzoek werden geen onduidelijkheden gerapporteerd. Op een gegeven moment dachten onderzoekers aan een waarschijnlijkheid dat deze semi-identieke tweelingen misschien niet zeldzaam waren en eerder gerapporteerde twee-eiige tweelingen eigenlijk semi-identiek zouden kunnen zijn. Het analyseren van tweelingdatabases toonde echter geen eerder voorkomen van semi-identieke tweelingen. Ook genetische data-analyse van 968 twee-eiige tweelingen en hun ouders toonde geen aanwijzingen voor semi-identieke tweelingen. Hoewel de tweeling gezond werd geboren via een keizersnede, werden er enkele gezondheidscomplicaties gemeld als het meisje na de geboorte en op driejarige leeftijd. Dergelijke complicaties zijn voornamelijk het gevolg van de genetische samenstelling.
***
{U kunt de originele onderzoekspaper lezen door op de DOI-link hieronder in de lijst met geciteerde bron(nen) te klikken}
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
