Mitochondriale Aktivität von Cumulus-Zellen aus dem Cumulus-Oocyten-Komplex und Oocyten-Kompetenz

Hintergrund Die Zahl der Paare, die sich einer In-vitro-Fertilisation (IVF) unterziehen, nimmt weltweit rapide zu. Allerdings haben nur etwa 5 % der entnommenen menschlichen Oozyten die Fähigkeit, sich einzunisten und zu einem Kind zu entwickeln (Ziebe, 2013). Gründe für diesen geringen Kompetenzanteil sind genetische Anomalien und Stoffwechselprobleme.

Darüber hinaus nimmt diese Oozytenentwicklungskompetenz mit zunehmendem Alter der Frau ab, und daher ist das Alter der Mutter der beste Prädiktor für das Fortpflanzungsergebnis bei Frauen (Keefe et al., 2015). Im Allgemeinen ist der Alterungsprozess komplex und umfasst eine beeinträchtigte mitochondriale Dysfunktion, oxidativen Stress, eine verminderte Stoffwechselaktivität und die Aktivität mehrerer Zellsignalsysteme (Bentov, 2011).

Eizellkompetenz ist der Schlüssel zum Embryonenpotential Die Eizelle ist die wichtigste Determinante der embryonalen Entwicklungskompetenz bei Frauen. Die Eizelle überträgt nicht nur das Kern-, sondern auch das mitochondriale Erbgut der Mutter auf den Embryo. Die mütterlichen und väterlichen Genome sind weder symmetrisch noch gleich in ihren Beiträgen zum Schicksal des Embryos.

Sauerstoffverbrauch und Oozyten-/Embryokompetenz Es werden klinisch nützliche Biomarker der Oozytenkompetenz benötigt (Keefe et al, 2015). Der Sauerstoffverbrauch ist ein Qualitätsmarker für die menschliche Oozytenkompetenz, die durch ovarielle Stimulationsschemata bedingt ist (Tejera et al., 2011). Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die Sauerstoffverbrauchsraten von Embryonen mit einer erfolgreichen Implantation zusammenhängen und zur Auswahl des Embryos mit dem besten Entwicklungspotenzial verwendet werden können (Tejera et al., 2012).

Gründe für das Studium von Cumuluszellen Ovarialfollikel sind hochspezialisierte Strukturen, die das Wachstum und die Entwicklung von Oozyten während einer kontrollierten ovariellen Stimulation für IVF unterstützen. Cumuluszellen sind somatische Zellen, die eine enge Verbindung mit der Eizelle im Follikel eingehen. Cumulus-Zellen besitzen spezialisierte zytoplasmatische Vorsprünge, die durch die Zona pellucida [Schale] dringen und an ihren Spitzen Gap Junctions mit der Eizelle bilden, wodurch eine komplizierte Struktur entsteht, die als Cumulus-Oozyten-Komplex (COC) bezeichnet wird (Albertini et al., 2001; Gilchrist et al ., 2008). Kumuluszellen verstoffwechseln den Großteil der vom COC verbrauchten Glukose, um die Eizelle mit metabolischen Zwischenprodukten zu versorgen, und der Glukosestoffwechsel des COC ist entscheidend für die Bestimmung der Entwicklungskompetenz der Eizelle (Sutton-McDowall et al., 2010). Es ist allgemein bekannt, dass Kumuluszellen die Eizellentwicklung durch die Bereitstellung essentieller Nährstoffe, Informationsmoleküle, Stoffwechselvorläufer und Signalmoleküle unterstützen (Hutt et al., 2007). Aufgrund der metabolischen und kommunikativen Verbindung zwischen dem Kumulus und der Eizelle können die Glukoseverfügbarkeit und der Stoffwechsel innerhalb des Kumulus einen signifikanten Einfluss auf die Meiose- und Entwicklungskompetenz der Eizelle haben (Thompson JG, 2007).

Wenn die koordinierten Wechselwirkungen zwischen somatischer Zelle und Eizelle durch Stoffwechselerkrankungen und/oder Alterung der Mutter gestört werden, kann eine molekulare Schädigung der Eizelle Makromoleküle verändern und mitochondriale Mutationen induzieren, die alle die Eizelle schädigen können (Dumesic et al., 2015). Beispielsweise haben 2015 Hsu et al. berichteten, dass Endometriose mit einer mitochondrialen Dysfunktion in gepoolten Kumuluszellen einhergehen kann und dass Personen mit Endometriose einen Defekt in der mitochondrialen Funktion der Kumuluszellen haben können, was zu einer verringerten Befruchtungs- und Implantationsrate beitragen kann (Barnhart et al., 2002). Der Zweck dieser Studie ist es festzustellen, ob die mitochondriale Atmungsaktivität von Kumuluszellen mit dem mütterlichen Alter und den Fortpflanzungsergebnissen (Oozytenkompetenz) assoziiert ist.