زرع أنسجة المبيض البشرية مع خلايا بطانية هندسيا المشارك: التعجيل الجمع بين استراتيجية تستند إلى خلية التروية مع التسليم المباشر باراكريني
Summary
لبعض المرضى، الخيار الوحيد للحفاظ على خصوبة تجميد أنسجة المبيض. ولسوء الحظ، تأخر عودة التوعي يقوض سلامة الحبيبي. نقدم هنا، بروتوكولا للمشترك وزراعة أنسجة المبيض البشرية مع خلايا بطانية لنضح استخدامها كاستراتيجية تستند إلى خلية الجمع بين تسارع بتسليم paracrine مباشرة من الجزيئات النشطة بيولوجيا.
Abstract
العقم أحد آثار الجانبية شيوعاً للعلاج الكيميائي و/أو العلاج الإشعاعي، وبعض المرضى، ونعد من بويضات أو أجنة ليس خياراً. وكبديل لذلك، يتم اختيار عدد متزايد من هؤلاء المرضى أنسجة المبيض أوتوجرافت كريوبريسيرفي عقب التعافي والمغفرة. وعلى الرغم من التحسينات في النتائج بين المرضى الذين يخضعون لصناعة السيارات في زرع أنسجة المبيض cryopreserved، عودة التوعي كفاءة الأنسجة المطعمة لا يزال عقبة رئيسية. للتخفيف من الاسكيمية، وبالتالي تحسين النتائج في المرضى الذين يخضعون لصناعة السيارات في زرع، علينا وضع استراتيجية يستند إلى الخلية الأوعية الدموية للتعجيل نضح أنسجة المبيض. يصف لنا طريقة لزرع خلايا بطانية خارجية (المدراء) المشارك مع أنسجة المبيض cryopreserved في نموذج إكسينوجرافت ماوس. نتقدم بهذا النهج لتوظيف المدراء التي تم إجراء هندسة عكسية لﻹعراب مؤثرا Mullerian مكافحة هرمون (عمه)، مما مكن المطرد paracrine إشارة الإدخال ترقيع المبيض. زرع التعاون مع المدراء وزيادة الحجم الحبيبي وجريب antral تحسين التنمية، وتشجيع المدراء معربا عن عمه الاحتفاظ بالمسام البدائية هادئة. قد تكون هذه الاستراتيجية الموحدة أداة مفيدة للتخفيف من الاسكيمية، وتحوير جرابي التنشيط في السياق الحفاظ على الخصوبة أو العقم بوجه عام.
Introduction
السرطان لا يزال من بين الأسباب الرئيسية للوفاة في العالم المتقدم النمو، بعد عقود من البحث قد أسفرت عن تقدم كبير لمعظم أنواع السرطان، وفي بعض الحالات تضاعف تقريبا بقاء معدلات1. ولسوء الحظ، وكلاء العلاج الكيميائي غالباً جونادوتوكسيك، استنفاد احتياطي المسام البدائية في المبايض وتقليل الخصوبة2. هذا النمو السكاني يمكن أن تستفيد من أساليب مختلفة للحفاظ على الخصوبة، بما في ذلك تجميد البويضات و/أو الجنين، غير أن المرضى الذين يحتاجون إلى البدء فورا بعلاج السرطان والمرضى قبل البلوغ غير مؤهلة لهذه الخيارات. وكبديل لذلك، اختارت بعض المرضى كريوبريسيرفي أنسجة المبيض قبل القيام نظام علاجي، وبعد شفائهم والمغفرة، السيارات زرع الأنسجة لاستعادة الخصوبة3. حتى الآن، وحتى الآن، بقاء الفساد وإخراج الحبيبي بعد صناعة السيارات في زرع تظل منخفضة نسبيا4، أساسا بسبب الأنسجة الاسكيمية، ونقص5،،من67. على الرغم من العديد من الجهود لتحسين جدوى ترقيع القشرية المبيض باستخدام مضادات الأكسدة8،9، برو-الأوعية السيتوكينات10،،من1112،1 3، أو التلاعب الميكانيكية14، الاسكيمية الاختلاس في يوم 5 إلى 7 نافذة بعد انتهاء عملية زرع يقوض سلامة وبقاء الفساد7. لمعالجة هذه المشكلة، قمنا بتطوير استراتيجية تستند إلى خلية تيسير ملامسة الأوعية المضيفة والاختلاس وهكذا يعجل ضخه أنسجة المبيض.
بالإضافة إلى إهانة الدماغية لانسجة المبيض المطعمة في إطار ما بعد زرع الأعضاء، قد تعطل إشارات بين جرابي تسهم في استنفاد تجمع15،16. لخلايا بطانية خارجية (المدراء) تسهم في سفن مستقرة وتعمل في محيط الاختلاس، أنها تتيح فرصة فريدة ينقل من مدخلات جزيئية محددة لزرع الأنسجة. كدليل على المبدأ، كانت المهندسة المدراء لمستويات هرمون موليريان المضادة (عمه)، عضو تحويل فوق عائلة بيتا (TGFβ) عامل النمو التي أظهرت إلى تقييد النمو الحبيبي17إكسبريس فائقة الفسيولوجية. يتحقق مقارنة التوزيع الحبيبي في الطعوم زرع يشترك مع خلايا معربا عن عمه ومراقبة النشاط البيولوجي وقوتها من المدراء هندسيا.
في ملخص، بتحسين تعبئة الاختلاس سابق لأوانه البقاء وقمع تجمع جرابي، هذا النهج يمكن زيادة إنتاجية السيارات زرع أنسجة المبيض في المرضى الذين يخضعون للحفاظ على الخصوبة. وعلاوة على ذلك، يتيح منصة المستندة إلى ExEC الاستجواب التجريبية من المنظمين الجزيئية التي تورطت في التنمية جرابي.
Protocol
Representative Results
Discussion
هنا نثبت أن زرع المشارك من المدراء ويقدم فائدة كبيرة لبقاء أنسجة المبيض والدالة التالية إكسينوجرافت في الفئران. لم تكن معايير التطبيق السريري للسيارات-زرع أنسجة المبيض للمحافظة على الخصوبة مجموعة والمعلمات الأمثل (حجم وموقع الزرع ومدة الاختلاس، إلخ.) 32 , …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
عمر الرجل ألكسندر للرسوم التوضيحية.
ل. م. وأيده على “جائزة الطيار” من “السريرية كورنيل” ويشغل مركز العلوم وتصريح البحوث منحة.
المؤلف يود أن يشكر أعضاء المختبر جيمس لقراءة نقدية من المخطوطة.
Materials
| Leibovitz’s L-15 medium | Gibco | 11415064 | |
| Antibiotic-Antimycotic | Gibco | 15240062 | Anti-Anti X100 |
| Sucrose | Sigma | S 1888 | |
| Fibrinogen | Sigma | F 8630 | from bovine plasma |
| Thrombin | Sigma | T 1063 | from human plasma |
| DMSO | Sigma | D 2650 | |
| DMEM | Gibco | 12491015 | |
| Enzyme Cell Detachment Medium | Invitrogen | 00-4555-56 | Accutase |
| Plastic paraffin film | Bemis NA | Parafilm M | |
| Surgical paper tape 2.5 cm | 3M | 1530-1 | Micropore |
| Surgical Paper tape 1.25 cm | 3M | 1530-0 | Micropore |
| Perforated plastic Surgical tape 1.25 cm | 3M | 1527-0 | Transpore |
| Monofilament Absorbable Suture | Covidien | UM-203 | Biosyn |
| Braided Absorbable Suture | Covidien | GL-889 | Polysorb |
| Povidone-iodine Solution USP 10% | Purdue Products | 67618-153-01 | Betadine Solution Swab Stick |
| Cryoviales | Nunc | 377267 | CryoTube |
| sterile ocular lubricant | Dechra | 17033-211-38 | Puralube |
| 1.7 ml micro-centrifuge tube | Denville | C-2172 | Eppendorf |
| Anasthesia system | VetEquip | V-1 table top system with scavenging | |
| Endothelial cells | Angiocrine Biosciences, Inc., San Diego, CA, USA | Isolated, transfected with E4-ORF- 1 and labeled endothelial cells | |
| Trichrome stain | Sigma | HT15-1kt | Trichrome Stain (Masson) Kit |
| Isolectin | Invitrogen | I32450 | isolectin GS-IB4 From Griffonia simplicifolia, Alexa Fluor™ 647 Conjugate |
References
- Siegel, R. L., Miller, K. D., Jemal, A. Cancer Statistics, 2017. CA Cancer J Clin. 67 (1), 7-30 (2017).
- Magelssen, H., Melve, K. K., Skjaerven, R., Fossa, S. D. Parenthood probability and pregnancy outcome in patients with a cancer diagnosis during adolescence and young adulthood. Hum Reprod. 23 (1), 178-186 (2008).
- Donnez, J., Dolmans, M. M., Diaz, C., Pellicer, A. Ovarian cortex transplantation: time to move on from experimental studies to open clinical application. Fertil Steril. 104 (5), 1097-1098 (2015).
- Stoop, D., Cobo, A., Silber, S. Fertility preservation for age-related fertility decline. Lancet. 384 (9950), 1311-1319 (2014).
- Aubard, Y., et al. Orthotopic and heterotopic autografts of frozen-thawed ovarian cortex in sheep. Hum Reprod. 14 (8), 2149-2154 (1999).
- Newton, H., Aubard, Y., Rutherford, A., Sharma, V., Gosden, R. Low temperature storage and grafting of human ovarian tissue. Hum Reprod. 11 (7), 1487-1491 (1996).
- Van Eyck, A. S., et al. Electron paramagnetic resonance as a tool to evaluate human ovarian tissue reoxygenation after xenografting. Fertil Steril. 92 (1), 374-381 (2009).
- Nugent, D., Newton, H., Gallivan, L., Gosden, R. G. Protective effect of vitamin E on ischaemia-reperfusion injury in ovarian grafts. J Reprod Fertil. 114 (2), 341-346 (1998).
- Kim, S. S., et al. Quantitative assessment of ischemic tissue damage in ovarian cortical tissue with or without antioxidant (ascorbic acid) treatment. Fertil Steril. 82 (3), 679-685 (2004).
- Abir, R., et al. Improving posttransplantation survival of human ovarian tissue by treating the host and graft. Fertil Steril. 95 (4), 1205-1210 (2011).
- Friedman, O., et al. Possible improvements in human ovarian grafting by various host and graft treatments. Hum Reprod. 27 (2), 474-482 (2012).
- Shikanov, A., et al. Fibrin encapsulation and vascular endothelial growth factor delivery promotes ovarian graft survival in mice. Tissue Eng Part A. 17 (23-24), 3095-3104 (2011).
- Soleimani, R., Heytens, E., Oktay, K. Enhancement of neoangiogenesis and follicle survival by sphingosine-1-phosphate in human ovarian tissue xenotransplants. PLoS One. 6 (4), e19475 (2011).
- Israely, T., Dafni, H., Nevo, N., Tsafriri, A., Neeman, M. Angiogenesis in ectopic ovarian xenotransplantation: multiparameter characterization of the neovasculature by dynamic contrast-enhanced MRI. Magn Reson Med. 52 (4), 741-750 (2004).
- Buratini, J., Price, C. A. Follicular somatic cell factors and follicle development. Reprod Fertil Dev. 23 (1), 32-39 (2011).
- Dunlop, C. E., Anderson, R. A. The regulation and assessment of follicular growth. Scand J Clin Lab Invest Suppl. 244, 13-17 (2014).
- Durlinger, A. L., et al. Control of primordial follicle recruitment by anti-Müllerian hormone in the mouse ovary. Endocrinology. 140 (12), 5789-5796 (1999).
- Schmidt, K. L., Ernst, E., Byskov, A. G., Nyboe Andersen, A., Yding Andersen, C. Survival of primordial follicles following prolonged transportation of ovarian tissue prior to cryopreservation. Hum Reprod. 18 (12), 2654-2659 (2003).
- Jensen, A. K., et al. Outcomes of transplantations of cryopreserved ovarian tissue to 41 women in Denmark. Hum Reprod. 30 (12), 2838-2845 (2015).
- Oktay, K., Newton, H., Aubard, Y., Salha, O., Gosden, R. G. Cryopreservation of immature human oocytes and ovarian tissue: an emerging technology?. Fertil Steril. 69 (1), 1-7 (1998).
- Shultz, L. D., et al. Human lymphoid and myeloid cell development in NOD/LtSz-scid IL2R gamma null mice engrafted with mobilized human hemopoietic stem cells. J Immunol. 174 (10), 6477-6489 (2005).
- Ramalingam, R., Rafii, S., Worgall, S., Brough, D. E., Crystal, R. G. E1(-)E4(+) adenoviral gene transfer vectors function as a "pro-life" signal to promote survival of primary human endothelial cells. Blood. 93 (9), 2936-2944 (1999).
- Seandel, M., et al. Generation of a functional and durable vascular niche by the adenoviral E4ORF1 gene. Proc Natl Acad Sci U S A. 105 (49), 19288-19293 (2008).
- Meirow, D., et al. Cortical fibrosis and blood-vessels damage in human ovaries exposed to chemotherapy. Potential mechanisms of ovarian injury. Hum Reprod. 22 (6), 1626-1633 (2007).
- Assidi, M., et al. Identification of potential markers of oocyte competence expressed in bovine cumulus cells matured with follicle-stimulating hormone and/or phorbol myristate acetate in vitro. Biol Reprod. 79 (2), 209-222 (2008).
- Thakur, S. C., Datta, K. Higher expression of hyaluronan binding protein 1 (HABP1/p32/gC1qR/SF2) during follicular development and cumulus oocyte complex maturation in rat. Mol Reprod Dev. 75 (3), 429-438 (2008).
- Dolmans, M. M., et al. Short-term transplantation of isolated human ovarian follicles and cortical tissue into nude mice. Reproduction. 134 (2), 253-262 (2007).
- Amorim, C. A., et al. Impact of freezing and thawing of human ovarian tissue on follicular growth after long-term xenotransplantation. J Assist Reprod Genet. 28 (12), 1157-1165 (2011).
- Kawamura, K., et al. Hippo signaling disruption and Akt stimulation of ovarian follicles for infertility treatment. Proc Natl Acad Sci U S A. 110 (43), 17474-17479 (2013).
- Suzuki, N., et al. Successful fertility preservation following ovarian tissue vitrification in patients with primary ovarian insufficiency. Hum Reprod. 30 (3), 608-615 (2015).
- Campbell, B. K., Clinton, M., Webb, R. The role of anti-Müllerian hormone (AMH) during follicle development in a monovulatory species (sheep). Endocrinology. 153 (9), 4533-4543 (2012).
- Donnez, J., et al. Restoration of ovarian activity and pregnancy after transplantation of cryopreserved ovarian tissue: a review of 60 cases of reimplantation. Fertil Steril. 99 (6), 1503-1513 (2013).
- Ferreira, M., et al. The effects of sample size on the outcome of ovarian tissue cryopreservation. Reprod Domest Anim. 45 (1), 99-102 (2010).
- Gavish, Z., Peer, G., Roness, H., Cohen, Y., Meirow, D. Follicle activation and ‘burn-out’ contribute to post-transplantation follicle loss in ovarian tissue grafts: the effect of graft thickness. Hum Reprod. 30 (4), 1003 (2015).
- Donnez, J., Dolmans, M. M. Fertility Preservation in Women. N Engl J Med. 377 (17), 1657-1665 (2017).
- Salama, M., Woodruff, T. K. New advances in ovarian autotransplantation to restore fertility in cancer patients. Cancer Metastasis Rev. 34 (4), 807-822 (2015).
- Donnez, J., Dolmans, M. M. Ovarian cortex transplantation: 60 reported live births brings the success and worldwide expansion of the technique towards routine clinical practice. J Assist Reprod Genet. 32 (8), 1167-1170 (2015).
- Meirow, D., et al. Transplantations of frozen-thawed ovarian tissue demonstrate high reproductive performance and the need to revise restrictive criteria. Fertil Steril. 106 (2), 467-474 (2016).
- Kalich-Philosoph, L., et al. Cyclophosphamide triggers follicle activation and “burnout”; AS101 prevents follicle loss and preserves fertility. Sci Transl Med. 5 (185), 185ra162 (2013).
- Kano, M., et al. AMH/MIS as a contraceptive that protects the ovarian reserve during chemotherapy. Proc Natl Acad Sci U S A. 114 (9), E1688-E1697 (2017).
