Het belang van het microtubuli-cytoskelet in eicelcompetentie

Succesvolle bevruchting is sterk afhankelijk van inherente kwaliteiten van de eicellen, en dus afhankelijk van de getrouwheid van de rijping van de eicel. Verminderde ontwikkelingscompetentie van eicellen is een van de belangrijkste redenen voor het verminderde potentieel van in vitro geproduceerde embryo's. Ongeveer 8,6% tot 15% van alle onvruchtbaarheidspatiënten produceert ten minste één meiotisch incompetente oöcyt. Er zijn ook extreme gevallen van vrouwen die oöcyten produceren met volledig of overwegend falen om meiose te voltooien. Deze eicellen stoppen en voltooien de meiose niet als reactie op exogene uiteindelijke rijping en ovulatie-triggering. De incidentie hiervan is onbekend, en gezien de complexiteit van de processen die betrokken zijn bij de rijping van eicellen, was het moeilijk om de belangrijkste gebeurtenissen of morfologische kenmerken te definiëren die ten grondslag liggen aan de competentie van de eicel.

Een toenemende hoeveelheid bewijs in de afgelopen jaren heeft gesuggereerd dat het microtubule (MT) cytoskelet een belangrijke rol kan spelen bij het verschaffen van competentiepotentieel aan de eicel. Eicelrijping omvat grote herschikkingen van het MT-cytoskelet. Het is algemeen bekend hoe belangrijk het is om een ​​goede meiotische spil van microtubuli te vormen voor chromosoomscheiding bij meiose. Bovendien lijken MT's belangrijk te zijn voor de herverdeling van verschillende organellen bij rijping. De exacte functionele betekenis van deze reorganisatie en hoe MT's de competentie beïnvloeden door de herpositionering van deze organellen is echter grotendeels onbekend.

Het belangrijkste MT-organiserende centrum in eukaryote cellen is het centrosoom. Centrosomen zijn inderdaad essentieel voor de vorming van de mitotische MT bipolaire spil. Interessant is dat in de overgrote meerderheid van vrouwelijke eieren deze structuren worden geëlimineerd en dat de meiotische spil geen centrosomen bevat. Een recente studie in het laboratoriumorganisme Drosophila melanogaster (fruitvlieg) toonde aan dat het onderbreken van deze eliminatie, waardoor het onderhoud van centrosomen tot meiose werd gedwongen, leidde tot vrouwelijke onvruchtbaarheid. Zowel de meiose als de eerste kerndelingen na de bevruchting vertoonden abnormale MT-spindels met abnormale chromosoomcongressie. Dit toont aan dat een goede ruimtelijke MT-organisatie waarschijnlijk belangrijke implicaties heeft voor de eicelcompetentie.

Het langetermijndoel van deze onderzoeksgroep is de analyse van het MT-cytoskelet van oöcyten van vrouwen die, na geassisteerde voortplantingstechnologieën, een hoog percentage gearresteerde embryo's genereren. Om dit te doen, zullen de MT-kenmerken van reeds beschikbare overtollige en ongebruikte oöcyten die verglaasd zijn en beschikbaar zijn voor onderzoeksdoeleinden, worden vergeleken. Deze oöcyten werden gedoneerd uit cycli waarin een lage (<20% van de bevruchte embryo's) en hoge (>20% van de bevruchte embryo's) incidentie van gearresteerde embryo's werd waargenomen. Eerdere studies hebben geponeerd dat vitrificatie en opwarming van eicellen de eicel kunnen blootstellen aan een verscheidenheid aan fysische en chemische processen die van invloed kunnen zijn op hun structurele en genomische integriteit. Daarom zal deze eerste haalbaarheidspilootstudie de mogelijke structurele gevolgen voor de eicellen van de in huis gebruikte vitrificatieprocedure onderzoeken.

Er zal dus worden beoordeeld of het Cryotop® - Open Systeem specifieke MT-kenmerken induceert die mogelijk afwezig zijn in verse oöcyten. In het geval dat zowel verse als gevitrificeerde oöcyten (afkomstig van dezelfde patiënt - broer of zus oöcytenstudie) een vergelijkbare MT-cytoskeletorganisatie vertonen, zal een verzameling gecryopreserveerde oöcyten die voor onderzoeksdoeleinden zijn gedoneerd, worden gebruikt in de geplande toekomstige studies van deze onderzoeksgroep.