Mikrotubuluksen sytoskeleton merkitys munasolujen kompetenssissa

Onnistunut hedelmöitys riippuu suuresti munasolujen luontaisista ominaisuuksista ja on siten riippuvainen munasolujen kypsymisen tarkkuudesta. Munasolujen heikentynyt kehityskompetenssi on yksi tärkeimmistä syistä in vitro -tuotettujen alkioiden potentiaalin heikkenemiseen. Noin 8,6–15 % kaikista hedelmättömyydestä kärsivistä tuottaa vähintään yhden meioottisesti epäpätevän munasolun. On myös äärimmäisiä tapauksia, joissa naiset synnyttävät munasoluja, joilla on täydellinen tai hallitseva epäonnistuminen meioosissa. Nämä munasolut pysähtyvät eivätkä suorita meioosia loppuun vasteena eksogeeniselle lopulliselle kypsymiselle ja ovulaation laukaisulle. Tämän esiintymistä ei tunneta, ja munasolujen kypsymiseen liittyvien prosessien monimutkaisuuden vuoksi on ollut vaikea määritellä munasolujen kompetenssin taustalla olevia avaintapahtumia tai morfologisia piirteitä.

Kasvava määrä todisteita viime vuosina on viitannut siihen, että mikrotubulussytoskeletolla (MT) voi olla tärkeä rooli oosyytille kompetenssipotentiaalin tarjoamisessa. Munasolujen kypsymiseen liittyy suuria MT-sytoskeleton uudelleenjärjestelyjä. On hyvin tunnettua, että on tärkeää muodostaa oikea mikrotubulusten meioottinen kara kromosomien segregaatiolle meioosin aikana. Lisäksi MT:t näyttävät olevan tärkeitä eri organellien uudelleenjakautumisen kannalta kypsyessään. Tämän uudelleenjärjestelyn tarkka toiminnallinen merkitys ja se, kuinka MT:t vaikuttavat osaamiseen näiden organellien uudelleensijoittamisen kautta, on kuitenkin suurelta osin tuntematon.

Pääasiallinen MT-organisaatiokeskus eukaryoottisoluissa on senrosomi. Itse asiassa senrosomit ovat välttämättömiä mitoottisen MT-kaksisuuntaisen karan muodostumiselle. Mielenkiintoista on, että suurimmassa osassa naarasmunista nämä rakenteet ovat eliminoituneet, eikä meioottinen kara ei sisällä senrosomeja. Äskettäinen tutkimus Drosophila melanogaster -laboratoriossa (hedelmäkärpäs) osoitti, että tämän eliminaation keskeyttäminen, joka pakotti senrosomien ylläpitämisen meioosiin asti, johti naisten hedelmättömyyteen. Sekä meioosissa että ensimmäisissä tuman jakautumisessa hedelmöityksen jälkeen ilmeni epänormaalia MT-karaa ja epänormaalia kromosomikongressia. Tämä osoittaa, että asianmukaisella spaciotemporaalisella MT-organisaatiolla on todennäköisesti merkittäviä vaikutuksia munasolujen kompetenssiin.

Tämän tutkimusryhmän pitkän aikavälin tavoitteena on analysoida naisten munasolujen MT-sytoskeletoa, joka avusteisten lisääntymistekniikoiden avulla tuottaa suuren prosenttiosuuden pidätetyistä alkioista. Tätä varten verrataan jo saatavilla olevien ylijäämien ja käyttämättömien oosyyttien, jotka on lasitettu ja käytettävissä tutkimustarkoituksiin, MT-ominaisuuksia. Nämä munasolut luovutettiin sykleistä, joissa havaittiin alhainen (< 20 % hedelmöittyneistä alkioista) ja korkea (> 20 % hedelmöittyneistä alkioista) pysäytettyjen alkioiden ilmaantuvuus. Aiemmat tutkimukset ovat esittäneet, että munasolun lasittaminen ja lämpeneminen voivat altistaa munasolun useille fysikaalisille ja kemiallisille prosesseille, jotka voivat vaikuttaa niiden rakenteelliseen ja genomiseen eheyteen. Siksi tämä alkuperäinen toteutettavuuspilottitutkimus tutkii talossa käytetyn lasitusmenettelyn mahdollisia rakenteellisia vaikutuksia munasoluille.

Siten arvioidaan, indusoiko Cryotop® - Open System spesifisiä MT-ominaisuuksia, jotka saattavat puuttua tuoreista munasoluista. Mikäli sekä tuoreissa että lasitetuissa munasoluissa (joka on peräisin samasta potilaasta - sisarusoosyytit -tutkimuksesta) on samanlainen MT-sytoskeleton organisaatio, tutkimustarkoituksiin luovutettua kylmäsäilytettyjen munasolujen kokoelmaa käytetään tämän tutkimusryhmän suunnitelluissa tulevissa tutkimuksissa.