Znaczenie cytoszkieletu mikrotubul w kompetencjach oocytów

Pomyślne zapłodnienie w dużym stopniu zależy od wrodzonych właściwości oocytów, a zatem zależy od wierności dojrzewania oocytów. Obniżona kompetencja rozwojowa oocytów jest jedną z głównych przyczyn obniżonego potencjału zarodków wyprodukowanych metodą in vitro. Około 8,6% do 15% wszystkich pacjentów cierpiących na niepłodność produkuje co najmniej jedną mejotycznie niekompetentną komórkę jajową. Istnieją również skrajne przypadki kobiet, które generują oocyty z całkowitym lub przeważającym brakiem całkowitej mejozy. Te oocyty zatrzymują i nie kończą mejozy w odpowiedzi na egzogenne ostateczne dojrzewanie i wywołanie owulacji. Częstość występowania tego zjawiska jest nieznana, a biorąc pod uwagę złożoność procesów związanych z dojrzewaniem oocytów, trudno było zdefiniować kluczowe zdarzenia lub cechy morfologiczne leżące u podstaw kompetencji oocytów.

Coraz więcej dowodów w ostatnich latach sugeruje, że cytoszkielet mikrotubul (MT) może odgrywać ważną rolę w zapewnianiu oocytowi potencjału kompetencyjnego. Dojrzewanie oocytów obejmuje główne rearanżacje cytoszkieletu MT. Powszechnie wiadomo, jak ważne jest utworzenie właściwego wrzeciona mejotycznego mikrotubuli dla segregacji chromosomów podczas mejozy. Co więcej, MT wydają się być ważne dla redystrybucji różnych organelli po dojrzewaniu. Jednak dokładne znaczenie funkcjonalne tej reorganizacji i sposób, w jaki MT wpływają na kompetencje poprzez zmianę położenia tych organelli, jest w dużej mierze nieznane.

Głównym ośrodkiem organizującym MT w komórkach eukariotycznych jest centrosom. Rzeczywiście, centrosomy są niezbędne do tworzenia mitotycznego wrzeciona dwubiegunowego MT. Co ciekawe, w zdecydowanej większości jajeczek samic struktury te są wyeliminowane, a wrzeciono mejotyczne nie zawiera centrosomów. Niedawne badania na organizmie laboratoryjnym Drosophila melanogaster (muszka owocowa) wykazały, że przerwanie tej eliminacji, zmuszające utrzymanie centrosomów do mejozy, prowadziło do bezpłodności u kobiet. Zarówno mejoza, jak i pierwsze podziały jądrowe po zapłodnieniu wykazały nieprawidłowe wrzeciona MT z nieprawidłową kongresją chromosomów. Pokazuje to, że właściwa organizacja czasowo-przestrzenna MT może mieć istotny wpływ na kompetencje oocytów.

Dalekosiężnym celem tej grupy badawczej jest analiza cytoszkieletu MT oocytów kobiet, które dzięki zastosowaniu technologii wspomaganego rozrodu generują wysoki odsetek zatrzymanych zarodków. W tym celu porównane zostaną cechy MT już dostępnych nadwyżkowych i niewykorzystanych oocytów, które są zeszklone i dostępne do celów badawczych. Oocyty te pochodziły z cykli, w których zaobserwowano niską (<20% zapłodnionych zarodków) i wysoką (>20% zapłodnionych zarodków) częstość zatrzymanych zarodków. Wcześniejsze badania sugerowały, że zeszklenie i ocieplenie oocytu może narazić oocyt na różnorodne procesy fizyczne i chemiczne, które mogą mieć wpływ na jego strukturalną i genomową integralność. Dlatego to wstępne studium pilotażowe wykonalności zbada potencjalne konsekwencje strukturalne dla oocytów procedury witryfikacji stosowanej w warunkach domowych.

W ten sposób zostanie ocenione, czy Cryotop® - Open System indukuje specyficzne cechy MT, które mogą być nieobecne w świeżych oocytach. W przypadku, gdy zarówno świeże, jak i zeszklone oocyty (pochodzące od tej samej pacjentki - badanie oocytów rodzeństwa) wykazują podobną organizację cytoszkieletu MT, zbiór kriokonserwowanych oocytów oddanych do celów badawczych zostanie wykorzystany w planowanych przyszłych badaniach tej grupy badawczej.