Mitochondriale activiteit van cumuluscellen van het cumulus-oöcytcomplex en eicelcompetentie

Achtergrond Het aantal paren dat in-vitrofertilisatie (IVF) ondergaat, neemt wereldwijd snel toe. Slechts ongeveer 5% van de geaspireerde menselijke eicellen heeft echter de competentie om zich te implanteren en zich te ontwikkelen tot een kind (Ziebe, 2013). Redenen voor dit lage competentiepercentage zijn onder meer genetische afwijkingen en stofwisselingsproblemen.

Bovendien neemt deze ontwikkelingscompetentie van de eicel af naarmate een vrouw ouder wordt, en daarom is de leeftijd van de moeder de enige beste voorspeller van reproductieve resultaten bij vrouwen (Keefe et al, 2015). Over het algemeen is het verouderingsproces complex en omvat het verminderde mitochondriale disfunctie, oxidatieve stress, verminderde metabole activiteit en activiteit van verschillende celsignaleringssystemen (Bentov, 2011).

Eicelcompetentie is de sleutel tot embryopotentieel De eicel is de belangrijkste bepalende factor voor embryonale ontwikkelingscompetentie bij vrouwen. De eicel draagt ​​niet alleen het kerngenoom van de moeder, maar ook haar mitochondriaal genoom over op het embryo. De genomen van de moeder en de vader zijn niet symmetrisch en evenmin gelijk in hun bijdragen aan het lot van het embryo.

Zuurstofverbruik en eicel-/embryocompetentie Er zijn klinisch bruikbare biomarkers van eicelcompetentie nodig (Keefe et al, 2015). Zuurstofverbruik is een kwaliteitskenmerk voor de competentie van de menselijke oöcyt, geconditioneerd door ovariële stimulatieregimes (Tejera et al., 2011). Bovendien is gevonden dat het zuurstofverbruik van embryo's verband houdt met succesvolle implantatie en kan worden gebruikt om het embryo met het beste ontwikkelingspotentieel te selecteren (Tejera et al., 2012).

Rationale van het bestuderen van cumuluscellen Ovariële follikels zijn zeer gespecialiseerde structuren die de groei en ontwikkeling van oöcyten ondersteunen tijdens gecontroleerde ovariële stimulatie voor IVF. Cumuluscellen zijn somatische cellen die een intieme associatie vormen met de eicel in de follikel. Cumuluscellen hebben gespecialiseerde cytoplasmatische projecties die door de zona pellucida [schil] dringen en spleetovergangen vormen aan hun uiteinden met de eicel, waardoor een uitgebreide structuur ontstaat die het cumulus-oöcytcomplex (COC) wordt genoemd (Albertini et al., 2001; Gilchrist et al. ., 2008). Cumuluscellen metaboliseren het grootste deel van de glucose die door het COC wordt verbruikt om metabole tussenproducten aan de eicel te leveren, en het glucosemetabolisme van het COC is cruciaal bij het bepalen van de ontwikkelingscompetentie van de eicel (Sutton-McDowall et al., 2010). Het is algemeen bekend dat cumuluscellen de ontwikkeling van eicellen ondersteunen door te voorzien in essentiële voedingsstoffen, informatiemoleculen, metabolische voorlopers en signaalmoleculen (Hutt et al., 2007). Vanwege de metabolische en communicatieve link tussen de cumulus en de eicel, kunnen de beschikbaarheid van glucose en het metabolisme in de cumulus een aanzienlijke invloed hebben op de meiotische en ontwikkelingscompetentie van de eicel (Thompson JG, 2007).

Als de gecoördineerde somatische cel-oöcyt-interacties worden verstoord door metabole ziekte en/of maternale veroudering, kan moleculaire schade aan de eicel macromoleculen veranderen, mitochondriale mutaties induceren, die allemaal de eicel kunnen beschadigen (Dumesic et al, 2015). In 2015 bijvoorbeeld Hsu et al. rapporteerden dat endometriose geassocieerd kan zijn met mitochondriale disfunctie in gepoolde cumuluscellen, en proefpersonen met endometriose kunnen een defect hebben in de mitochondriale functie van cumuluscellen, wat kan bijdragen aan verminderde bevruchtings- en implantatiesnelheden (Barnhart et al., 2002). Het doel van deze studie is om te bepalen of de mitochondriale ademhalingsactiviteit van cumuluscellen verband houdt met de leeftijd van de moeder en reproductieve resultaten (eicelcompetentie).