Attività mitocondriale delle cellule del cumulo dal complesso cumulo-ovocita e competenza dell'ovocita

Contesto Il numero di coppie che si sottopongono alla fecondazione in vitro (IVF) è in rapida crescita in tutto il mondo. Tuttavia, solo il 5% circa degli ovociti umani aspirati ha la capacità di impiantarsi e svilupparsi in un bambino (Ziebe, 2013). Le ragioni di questa bassa percentuale di competenza includono anomalie genetiche e problemi metabolici.

Inoltre, questa competenza di sviluppo degli ovociti diminuisce con l'invecchiamento della donna, e quindi l'età materna è il singolo miglior predittore dell'esito riproduttivo nelle donne (Keefe et al, 2015). In generale, il processo di invecchiamento è complesso e comprende disfunzione mitocondriale compromessa, stress ossidativo, ridotta attività metabolica e attività di diversi sistemi di segnalazione cellulare (Bentov, 2011).

La competenza dell'ovocita è la chiave del potenziale dell'embrione L'ovocita è il principale fattore determinante della competenza dello sviluppo dell'embrione nelle donne. L'ovocita trasmette all'embrione non solo il nucleo della madre, ma anche il suo genoma mitocondriale. I genomi materni e paterni non sono né simmetrici né uguali nei loro contributi al destino dell'embrione.

Consumo di ossigeno e competenza degli ovociti/embrioni Sono necessari biomarcatori clinicamente utili della competenza degli ovociti (Keefe et al, 2015). Il consumo di ossigeno è un indicatore di qualità per la competenza dell'ovocita umano condizionata dai regimi di stimolazione ovarica (Tejera et al., 2011). Inoltre, è stato riscontrato che i tassi di consumo di ossigeno degli embrioni sono associati al successo dell'impianto e possono essere utilizzati per selezionare l'embrione con il miglior potenziale di sviluppo (Tejera et al., 2012).

Razionale dello studio delle cellule del cumulo I follicoli ovarici sono strutture altamente specializzate che supportano la crescita e lo sviluppo degli ovociti durante la stimolazione ovarica controllata per la fecondazione in vitro. Le cellule del cumulo sono cellule somatiche che formano un'intima associazione con l'ovocita nel follicolo. Le cellule del cumulo possiedono proiezioni citoplasmatiche specializzate che penetrano attraverso la zona pellucida [guscio] e formano giunzioni gap alle loro estremità con l'ovocita, generando una struttura elaborata chiamata complesso cumulo-ovocita (COC) (Albertini et al., 2001; Gilchrist et al. ., 2008). Le cellule del cumulo metabolizzano la maggior parte del glucosio consumato dal COC per fornire intermedi metabolici all'ovocita e il metabolismo del glucosio del COC è fondamentale nel determinare la competenza dello sviluppo dell'ovocita (Sutton-McDowall et al., 2010). È ben noto che le cellule del cumulo supportano lo sviluppo degli ovociti attraverso la fornitura di nutrienti essenziali, molecole di informazione, precursori metabolici e molecole di segnalazione (Hutt et al., 2007). A causa del legame metabolico e di comunicazione tra il cumulo e l'ovocita, la disponibilità e il metabolismo del glucosio all'interno del cumulo possono avere un impatto significativo sulla competenza meiotica e di sviluppo dell'ovocita (Thompson JG, 2007).

Se le interazioni somatiche coordinate cellula-ovocita sono perturbate dalla malattia metabolica e/o dall'invecchiamento materno, il danno molecolare dell'ovocita può alterare le macromolecole, indurre mutazioni mitocondriali, che possono tutte danneggiare l'ovocita (Dumesic et al, 2015). Ad esempio, nel 2015 Hsu et al. hanno riferito che l'endometriosi può essere associata a disfunzione mitocondriale nelle cellule del cumulo raggruppate e che i soggetti con endometriosi possono avere un difetto nella funzione mitocondriale delle cellule del cumulo, che può contribuire alla diminuzione dei tassi di fecondazione e impianto (Barnhart et al., 2002). Lo scopo di questo studio è determinare se l'attività respiratoria mitocondriale delle cellule del cumulo è associata all'età materna e agli esiti riproduttivi (competenza dell'ovocita).