Geneettinen leimautuminen on epigeneettinen ilmiö, joka tarkoittaa geenien ilmenemisen riippumista siitä, kummalta vanhemmalta geeni on peritty. Työn tarkoituksena on selvittää leimautumisen toimintaperiaate ja vaikutus ihmisen eri prosesseihin, leimautumisen häiriöiden syyt ja seuraukset ja selvittää, voiko keinohedelmöitys lisätä leimautumisen häiriöistä johtuvien sairauksien riskiä verrattuna spontaanisti hedelmöitettyyn lapseen.

Geneettisessä leimautumisessa leimautuneet geenit hiljennetään aikuisen alkuitusoluissa riippuen henkilön sukupuolesta. Näin ollen geeni ilmenee jälkeläisessä vain toiselta vanhemmalta perittynä. Hiljentämistä hallitsevat eri epigeneettiset säätelyjärjestelmät, joista vahvimpana toimii metylaatio. Leimautumisen mekanismit ovat eristyselementti- ja ei-koodaava RNA -välitteinen mekanismi. Mekanismin tehtävänä on hiljentää geenin luentaa. Mekanismin tulee olla sellainen, että leima pysyy yksilössä mitoottisten ja meioottisten solunjakautumisten sekä hedelmöityksen läpi aikuisen alkuitusoluihin asti muuttumattomana. Epigeneettisistä säätelyjärjestelmistä metylaatio on ominaisuuksiltaan sellainen, että se pystyy toimimaan geneettisenä leimana.

Ihmisellä leimautumista tarvitaan tasapainoiseen kehitykseen jo ennen syntymää sekä kasvuun, kehitykseen ja hermoston toimintaan syntymän jälkeen. Leimautumisen häiriöt ovat laaja joukko kromosomien, geenien ja epigenomin mutaatioita, jotka aiheuttavat leimautumisen toimintaan häiriön. Häiriön seurauksena leimautunut geeni hiljenee täysin, tai leima häviää ja geeni ilmenee molemmista alleeleista saattaen aiheuttaa haitallista yli-ilmenemistä. Häiriöiden seuraukset voivat olla vakavat. Ne aiheuttavat raskauksien keskenmenoja sekä erilaisia leimautumisen häiriöistä johtuvia sairauksia. Yleisimpiä leimautumisen häiriöistä johtuvia sairauksia ovat Angelmanin, Prader-Willin, Russell-Silverin, sekä Beckwith-Wiedemannin oireyhtymät. Niitä yhdistävät erilaiset kasvuun ja kehitykseen liittyvät häiriöt.

Spontaanien mutaatioiden lisäksi on havaittu, että myös hedelmöityshoitojen olosuhteet saattavat johtaa häiriöihin leimautumisessa. Keinohedelmöitys tapahtuu spontaaniin hedelmöitykseen verrattuna hyvin erilaisessa ympäristössä. Tämän ympäristön olosuhteet voivat vaikuttaa yksilön epigenomiin, joka muodostuu hyvin nopeasti hedelmöityksen demetylaatioaallon jälkeen. On todettu, että kasvatusmaljoilta usein puuttuvat kriittiset aminohapot sekä alkion maljalla kohtaama oksidatiivinen stressi altistavat alkion epigenomissa tapahtuviin, leimautumista häiritseviin mutaatioihin.

Hedelmöityshoidoilla alkunsa saaneilla lapsilla on suurempi todennäköisyys sairastua Beckwith-Wiedemannin oireyhtymään kuin spontaanisti hedelmöitetyillä lapsilla. Muihin leimautumisen häiriöistä johtuviin sairauksiin ei ole löytynyt yhtä vahvaa yhteyttä keinohedelmöitystä ja spontaania hedelmöitystä verratessa. Kyseessä on kuitenkin suhteellisen uusi teknologia ja hyvin harvinaiset sairaudet, joten tämänhetkinen tieto aiheesta on melko suppeaa. Hedelmöityshoidoissa tulevan äidin ja syntyvä lapsen turvallisuus tulisi aina mennä muun edelle.