Summary

Fertilitetsbevarande hos patienter med svår äggstocksdysfunktion

Published: March 25, 2021
doi:

Summary

Vi presenterar detaljer om laboratorieförfaranden för läkemedelsfri in vitro aktivering (IVA) av äggstockssäckar för patienter med allvarliga äggstockscancer dysfunktion. Denna metod kan öka antalet återvinningsbara äggceller per äggstockscancer hyperstimulering och gynna fertilitet bevarande för dessa patienter.

Abstract

Äggstocksfunktionen minskar gradvis under åldrande och i vissa patofysiologiska tillstånd inklusive karyotyp onormala tillstånd, autoimmuna sjukdomar, cellgifts- och strålningsbehandlingar, samt äggstocksoperationer. Hos ogifta kvinnor med svår äggstocksdysfunktion är fertilitetsbevarande viktigt för framtida graviditeter. Även om oocyte cryopreservation är en etablerad metod för fertilitet bevarande, dessa patienter kunde endast bevara ett begränsat antal äggceller även efter äggstockscancer överstimulering, vilket leder till upprepade stimuleringar för att säkerställa tillräckliga äggceller för att garantera framtida graviditet. För att lösa detta problem har vi nyligen utvecklat ett läkemedelsfritt in vitro-aktiveringsförfarande (IVA), som gör det möjligt för oss att stimulera tidiga stadier av äggstockssäckar att utvecklas till preantral follikelstadiet. Dessa preantrala folliklar kan svara på det unika protokollet av gonadotropin stimulering, vilket resulterar i ökat antal hämtade äggceller per äggstockscancer stimulering för cryopreservation. Den läkemedelsfria IVA består av kirurgiska tillvägagångssätt och äggstocksstimulering. Vi tog bort en del av cortex från en eller båda äggstockarna från patienter under laparoscopic kirurgi. Äggstockscancer när vävnader skars i små kuber för att störa Hippo signalering utbildningsavsnitt och stimulera utvecklingen av tidiga skede folliklar. Dessa kuber ympades orthotropically i återstående äggstockar samt under serosa av båda äggledare. Vi har redan publicerat det kirurgiska ingreppet i den läkemedelsfria IVA och protokollet om efterföljande äggstocksstimulering, men häri presenterar vi detaljerna i laboratoriemetoder som krävs för läkemedelsfri IVA.

Introduction

Äggstocksfunktionen minskar gradvis under åldrande och vissa patofysiologiska tillstånd inklusive karyotyp onormala tillstånd, autoimmuna sjukdomar, cellgifts- och strålning-terapier och äggstocksoperationer. Fertilitet bevarande är ett av de bästa alternativen för ogifta kvinnor med svår äggstockscancer dysfunktion för att bevara sin potential för framtida graviditet. För fertilitetsbevarande är för närvarande två metoder tillgängliga mestadels i onko-fertilitetsfältet. Oocyte cryopreservation är ett väletablerat förfarande för fertilitet bevarande och många framgångsrika fall harrapporterats 1,2. Å andra sidan inrättades äggstocksvävnads cryopreservation också för fertilitetsbevarande hos cancerpatienter men det är fortfarande en experimentell strategi3,4. I båda metoderna behövs flera antal mogna äggceller för att graviditet ska inträffa. I allmänhet visade patienter med för tidig äggstocksbrist (POI), som blir amenorré före 40 års ålder, och medelålders kvinnor med låg äggstocksreserv dålig äggstockssvar (POR) på äggstocksstimulering för att ge mogna äggceller5,6,7. Dessutom visade unga patienter med ett lågt antal antral folliklar också POR till äggstocksstimulering7. Dessa patienter har mycket begränsat antal återvinningsbara äggceller även efter korrekt äggstockscancer hyperstimulering, vilket kräver flera dyra förfaranden för att säkerställa ett tillräckligt antal äggceller för graviditet.

Oocyt donation följt av in vitro befruktning (IVF) med makens spermier och embryo överföring (ET) är det enda alternativet för dessa POI och POR patienter som har svårt att få sina egna äggceller8,9,10. Oocyte donation kompliceras dock av etiska frågor samt autoimmuna och graviditet komplikationer11,12,13,14. För att lösa dessa problem önskas etablering av infertilitetsbehandling med patienternas egna äggceller. För POI-patienter har vi utvecklat in vitro aktivering (IVA) strategi för att möjliggöra framgångsrik follikel tillväxt och generering av mogna äggceller, leder ett antal graviditeter och leveranser15. I IVA fragmenterade vi äggstocksbarkar efter avlägsnande av äggstockar under laparoskopisk kirurgi och odlade dem i två dagar för att aktivera folliklar av Akt-stimulerande läkemedel och sedan utföra heterotopisk ympning tillbaka till konstgjorda påsar gjorda under serosa av äggledare under andra laparoskopisk kirurgi15. Detta förfarande främjade tillväxt av ursprungliga, primära och sekundära folliklar efter äggstockscancer cortex fragmentering för att främja Hippo signalering störningar16, följt av två dagar kultur med Akt signalering stimulatorer17.

Till skillnad från allvarliga POI fall, POR patienter med minskad äggstockscancer reserv har flera sekundära folliklar. Eftersom Hippo signalering störningar ensam är effektivt för att främja sekundär follikeltillväxt 16, visade vi nyligen framgångsrika graviditeter och leveranser för POR patienter med hjälp av den läkemedelsfria IVA förfarande som omfattar när fragmentering och ortopic ympning utan behandling av Akt stimulerande läkemedel. Läkemedelsfri IVA stimulerar tidigt stadium av äggstockssäckar att utvecklas till preantral follikelstadiet efter endast en operation och ökade antalet hämtade äggceller för IVF-embryoöverföring15,18. Den läkemedelsfria IVA-metoden har flera fördelar jämfört med vår ursprungliga IVA med 1) undvika potentiella follikel förlust under kultur, 2) minimera invasivitet och kostnader för den andra kirurgi, 3) omfattar endast kortsiktiga post-surgery säng vila och 4) potential av spontana graviditet på grund av att ortopic ympning. Vi publicerade nyligen en videoartikel som visar kirurgiska ingrepp av läkemedelsfri IVA19 och detaljerade protokoll av äggstocksstimulering efter operationen20. Här presenterar vi detaljer om laboratoriemetoder som krävs för läkemedelsfri IVA.

Protocol

Skriftligt informerat samtycke erhölls från varje POR-patient med minskande äggstocksreserv som skrev in sig i den läkemedelsfria IVA-behandlingen. Denna studie godkändes av etikkommittén vid International University of Health and Welfare (nr 17-S-21). Klinisk prövning registrerades under nummer UMIN000034464 och genomfördes i enlighet med Världsmedicinska föreningens etiska kod (Helsingforsdeklarationen). 1. Utvinning av äggstocksbark Ta bort en del av äggstocksbarken (1…

Representative Results

I den första publiceringen av IVA-metoden15transplanterade vi äggstockscancer kortikala kuber en efter en till ympningsplatserna under laparoskopisk kirurgi (Figur 1A). Eftersom 100-150 äggstockscancer kuber användes, tog det 3-4 timmar för vävnad ympning under laparoscopic kirurgi. Dessutom förlorades några äggstockskuber innan ympning. Eftersom IVA-kanylen kan överföra 20-30 kuber till en ympningsplats på en gång (figur 1B)…

Discussion

I detta manuskript visade vi ett detaljerat laboratorieprotokoll för drogfri IVA. Den läkemedelsfria IVA är ett nytt tillvägagångssätt för infertilitetsbehandling för POR- patient med minskande äggstocksreserv för att främja sekundär folliklar tillväxt, vilket resulterar i att ge mer mogna äggstockscancer stimulering och öka i framgångsrikgraviditet 20. Hos 15 POR patienter med minskande äggstockscancer reserv, uppnådde detta tillvägagångssätt en spontan graviditet, in vitro b…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Vi tackar Tatsuji Ihana, Sachiyo Kurimoto, Kazuko Takahasih, Yuki Yoshizawa, Maho Arashi, Kentaro Fujita, Erina Kudo, Yuka Kurimoto och Mayuko Wakatsuki för att de stöder det drogfria IVA-förfarandet och prof. Aaron J.W. Hsueh (Stanford University School of Medicine, Stanford, CA) för kritisk läsning och redigering av manuskriptet. Vi tackar också Rebecca Truman och Gregory Truman för att de infogade engelsk berättelse. Denna studie stöddes av The Japan Society for the Promotion of Science (JSPS), Scientific Research B (19H03801) och Challenging Exploratory Research (18K19624).

Materials

4.5 onz specimen container FALCON 354013 Other products may also be suitable
60mm dish FALCON 351007 Other products may also be suitable
50 x 50 cm sterile drape HOGY Medical SR-823 Any type of sterile produsts may also be suitable
Disposable pippete FALCON 357575 Other products may also be suitable
Fine scissors, Curved WPI #14224-G Although other products may also be suitable, we strongly recommend use this products
Hot plate TOKAI HIT TPiE-SP Use at operation room to maintain the temperature of dishes containing ovarian tissue before transplantation
Human Serum Albumin Solution Irvine Scientific 9988 Medium for handling ovarian tissue
IVA cannule KITAZATO 446030 IVA-6030E Specific cannula for tissue autografting
KAI medical Disposable scalpel WPI #5 10-A Although other products may also be suitable, we strongly recommend use this products
Micro scissors, Curved WPI #503364 Although other products may also be suitable, we strongly recommend use this products
Modified HTF Medium-HEPES Irvine Scientific 90126 Medium for handling ovarian tissue
Sterile gauze Osaki Medical 15004 Any type of sterile produsts may also be suitable
Swiss Tweezers, Curved Tips KAI #504505 Although other products may also be suitable, we strongly recommend use this products

Referências

  1. Liang, T., Motan, T. Mature Oocyte Cryopreservation for Fertility Preservation. Advances in Experimental Medicine and Biology. 951, 155-161 (2016).
  2. Yoon, T. K., et al. Live births after vitrification of oocytes in a stimulated in vitro fertilization-embryo transfer program. Fertility and Sterility. 79 (6), 1323-1326 (2003).
  3. Donnez, J., et al. Livebirth after orthotopic transplantation of cryopreserved ovarian tissue. Lancet. 364 (9443), 1405-1410 (2004).
  4. Meirow, D., et al. Pregnancy after transplantation of cryopreserved ovarian tissue in a patient with ovarian failure after chemotherapy. New England Journal of Medicine. 353 (3), 318-321 (2005).
  5. De Vos, M., Devroey, P., Fauser, B. C. Primary ovarian insufficiency. Lancet. 376 (9744), 911-921 (2010).
  6. Scott, R. T., et al. Follicle-stimulating hormone levels on cycle day 3 are predictive of in vitro fertilization outcome. Fertility and Sterility. 51 (4), 651-654 (1989).
  7. Ferraretti, A. P., et al. ESHRE consensus on the definition of ‘poor response’ to ovarian stimulation for in vitro fertilization: the Bologna criteria. Human Reproduction. 26 (7), 1616-1624 (2011).
  8. Huhtaniemi, I., et al. Advances in the Molecular Pathophysiology, Genetics, and Treatment of Primary Ovarian Insufficiency. Trends in Endocrinology and Metabolism. 29 (6), 400-419 (2018).
  9. Męczekalski, B., Maciejewska-Jeske, M., Podfigurna, A. Reproduction in premature ovarian insufficiency patients – from latest studies to therapeutic approach. Prz Menopauzalny. 17 (3), 117-119 (2018).
  10. Baker, V. Life plans and family-building options for women with primary ovarian insufficiency. Seminars in Reproductive Medicine. 29 (4), 362-372 (2011).
  11. Englert, Y., Govaerts, I. Oocyte donation: particular technical and ethical aspects. Human Reproduction. 13, 90-97 (1998).
  12. Englert, Y., Rodesch, C., Laruelle, C., Govoerts, I. Oocyte donation: ethical aspects related to the donor. Contraception, Fertilite, Sexualite. 25 (3), 251-257 (1997).
  13. Storgaard, M., et al. Obstetric and neonatal complications in pregnancies conceived after oocyte donation: a systematic review and meta-analysis. BJOG: An International Journal of Obstetrics and Gynaecology. 124 (4), 561-572 (2017).
  14. Storgaard, M., Malchau, S., Loft, A., Larsen, E., Pinborg, A. Oocyte donation is associated with an increased risk of complications in the pregnant woman and the fetus. Ugeskrift for Laeger. 179 (11), (2017).
  15. Kawamura, K., et al. Hippo signaling disruption and Akt stimulation of ovarian follicles for infertility treatment. Proceedings of the National Academy of Sciences. 110 (43), 17474-17479 (2013).
  16. Hsueh, A. J., Kawamura, K., Cheng, Y., Fauser, B. C. Intraovarian control of early folliculogenesis. Endocrine Reviews. 36 (1), 1-24 (2015).
  17. Li, J., et al. Activation of dormant ovarian follicles to generate mature eggs. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (22), 10280-10284 (2010).
  18. Suzuki, N., et al. Successful fertility preservation following ovarian tissue vitrification in patients with primary ovarian insufficiency. Human Reproduction. 30 (3), 608-615 (2015).
  19. Tanaka, Y., Hsueh, A. J., Kawamura, K. Surgical approaches of drug-free in activation and laparoscopic ovarian incision to treat patients with ovarian infertility. Fertility and Sterility. , (2020).
  20. Kawamura, K., Ishizuka, B., Hsueh, A. J. W. Drug-free in-vitro activation of follicles for infertility treatment in poor ovarian response patients with decreased ovarian reserve. Reproductive Biomedicine Online. 40 (2), 245-253 (2020).
  21. Haino, T., et al. Determination of Follicular Localization in Human Ovarian Cortex for Vitrification. Journal of Adolescent and Young Adult Oncology. 7 (1), 46-53 (2018).
  22. Baird, D. T., Webb, R., Campbell, B. K., Harkness, L. M., Gosden, R. G. Long-term ovarian function in sheep after ovariectomy and transplantation of autografts stored at -196 C. Endocrinology. 140 (1), 462-471 (1999).
  23. Qin, Y., Jiao, X., Simpson, J. L., Chen, Z. J. Genetics of primary ovarian insufficiency: new developments and opportunities. Human Reproduction Update. 21 (6), 787-808 (2015).
  24. Domniz, N., Meirow, D. Premature ovarian insufficiency and autoimmune diseases. Best Practice & Research: Clinical Obstetrics & Gynaecology. 60, 42-55 (2019).
  25. Laven, J. S. Primary Ovarian Insufficiency. Seminars in Reproductive Medicine. 34 (4), 230-234 (2016).
  26. Grynberg, M., et al. Fertility preservation in Turner syndrome. Fertility and Sterility. 105 (1), 13-19 (2016).
  27. Tomao, F., Spinelli, G. P., Panici, P. B., Frati, L., Tomao, S. Ovarian function, reproduction and strategies for fertility preservation after breast cancer. Critical Reviews in Oncology/Hematology. 76 (1), 1-12 (2010).
  28. Kim, S., Lee, Y., Lee, S., Kim, T. Ovarian tissue cryopreservation and transplantation in patients with cancer. Obstetrics & Gynecology Science. 61 (4), 431-442 (2018).
  29. Donnez, J., Dolmans, M. M. Ovarian tissue freezing: current status. Current Opinion in Obstetrics and Gynecology. 27 (3), 222-230 (2015).
  30. Wu, R. C., Kuo, P. L., Lin, S. J., Liu, C. H., Tzeng, C. C. X chromosome mosaicism in patients with recurrent abortion or premature ovarian failure. Journal of the Formosan Medical Association. 92 (11), 953-956 (1993).
  31. De Munck, N., Vajta, G. Safety and efficiency of oocyte vitrification. Cryobiology. 78, 119-127 (2017).
  32. Argyle, C. E., Harper, J. C., Davies, M. C. Oocyte cryopreservation: where are we now. Human Reproduction Update. 22 (4), 440-449 (2016).

Play Video

Citar este artigo
Kawagoe, Y., Kawamura, K. Fertility Preservation in Patients with Severe Ovarian Dysfunction. J. Vis. Exp. (169), e62098, doi:10.3791/62098 (2021).

View Video