שיתוף השתלת רקמת השחלה האנושי עם תאי אנדותל מהונדסים: שילוב אסטרטגיה מבוסס תא מואצת זלוף עם מסירה ישירה Paracrine
Summary
עבור חלק מהחולים, האפשרות היחידה לשימור פוריות היא הקפאה קריוגנית רקמת השחלה. למרבה הצער, שאיחרו revascularization מערערת הכדאיות הזקיקים. כאן, אנו מציגים פרוטוקול שיתוף להשתיל רקמה אנושית השחלות עם תאי אנדותל עבור זלוף ניצול כאסטרטגיה מבוססת תא שילוב מואצת עם משלוח ישיר paracrine של מולקולות ביו…
Abstract
פוריות היא תופעת לוואי תכופים של כימותרפיה ו/או הקרנות, עבור חלק מהחולים, הקפאה קריוגנית של oocytes או עוברי הוא לא אופציה. כחלופה, מספר גדל והולך של חולים אלו בוחרים cryopreserve רקמות השחלה עבור בשתל בעקבות התאוששות, הפוגה. למרות שיפורים בתוצאות בקרב חולים שעברו אוטומטי-השתלת רקמת השחלה cryopreserved, revascularization יעיל של רקמות המושתל נשאר ולקידמה. כדי להמתיק איסכמיה ובכך לשפר את התוצאות בחולים העוברים השתלת אוטומטי, פיתחנו כלי הדם מבוססת תא אסטרטגיה האצת זלוף רקמת השחלה. נתאר שיטת שיתוף השתלת תאי אנדותל אקסוגני (המנהלים) עם cryopreserved רקמות השחלה במודל xenograft של עכברים. אנחנו מרחיבים גישה זו להעסיק. את המנהלים כי יש מהונדס לבטא צורונים הורמון אנטי-mullerian מעורבת (AMH), ובכך מאפשר paracrine מתמשכת איתות של הקלט שתלי השחלות. השתלת שיתוף עם המנהלים גדל נפח הזקיקים ופיתוח זקיק antral משופר, המנהלים לבטא AMH קידום השמירה של זקיקי הקדמוני השבתה הדרגתית. אסטרטגיה משולבת זו עשויה להיות כלי שימושי מקלים איסכמיה להתכוונן הפעלה הזקיקים בהקשר של שימור פוריות ו/או עקרות בכללותו.
Introduction
הסרטן נשאר בין הגורמים המובילים. למוות בעולם המפותח, עדיין עשורים של מחקר הניבו התקדמות משמעותית במרבית הסוגים של סרטן, ובעוד כמה שיעורי הישרדות כמעט כפולים מקרים1. למרבה הצער, סוכנים כימותרפיות הם לעתים קרובות gonadotoxic, depleting השמורה של זקיקים הקדמוני של השחלות והפחתת פוריות2. זו אוכלוסיה גדלה יכולים להפיק תועלת שיטות שונות של שימור פוריות כולל הקפאה קריוגנית oocyte ו/או העובר, עם זאת, חולים הנזקקים בקש חניכה של טיפול בסרטן ומטופלים מראש המתבגר הם מושעים. אפשרויות אלה. לחלופין, בחרו חלק מהחולים cryopreserve רקמות השחלה לפני התחייבות משטר טיפולי שלהם, וגם על שחזור, רמיסיה, אוטומטי משתילים רקמה לשחזור פוריות3. ובכל זאת, עד כה, הישרדות השתל פלט הזקיקים בעקבות אוטומטי-השתלת עדיין נמוך יחסית4, בעיקר בשל רקמת איסכמיה, היפוקסיה5,6,7. למרות המאמצים הרבים כדי לשפר את הכדאיות של שתלי קורטיקלית השחלות באמצעות8,נוגדי חמצון9, pro-אנגיוגנזה ציטוקינים10,11,12,1 איסכמיה שתל 3או מניפולציות מכני14, ב- 5 עד 7 יום חלון שלאחר ההשתלה מערער את יכולת הקיום וההישרדות של שתל7. כדי לטפל בבעיה זו, פיתחנו אסטרטגיה המבוססת על התא כדי להקל על השקה של המארח וספינות השתל ובכך לזרז פגיעה reperfusion רקמת השחלה.
בנוסף העלבון איסכמי המושתל רקמת השחלה בחלון שלאחר ההשתלה, שיבוש איתות בין הזקיקים עשוי לתרום דלדול של מאגר ה-15,16. כי תאי אנדותל אקסוגני (המנהלים) לתרום כלי יציב ופועל בפריפריה של השתל, הם מציגים הזדמנות ייחודית להעביר קלט מולקולרית מוגדר לרקמות המושתלים. מהווה הוכחה של עיקרון, המנהלים היו מתוכנן אקספרס סופר-פיזיולוגיים רמות של הורמון אנטי-mullerian מעורבת (AMH), חבר הפיכת superfamily בטא (TGFβ) גורם גידול זה הוכח להגבלת פוליקולרי17. השוואה של הזקיקים הזרעון השתלים מושתלים במשותף עם שליטה והתאים לבטא AMH מאמת את פעילות ביולוגית ואת העוצמה של המנהלים מהונדסים.
לסיכום, על ידי שיפור שתל הכדאיות ודיכוי גיוס מוקדמת של מאגר הזקיקים, גישה זו יכול להגדיל את הפרודוקטיביות של מושתלים אוטומטי רקמת השחלה בחולים שעברו שימור פוריות. יתר על כן, הפלטפורמה מבוססת ExEC מאפשרת חקירה ניסויית של ווסתי מולקולרית כי היו מעורבים בהתפתחות הזקיקים.
Protocol
Representative Results
Discussion
כאן אנחנו מוכיחים את השתלת שיתוף של המנהלים מספק יתרון משמעותי רקמות השחלה הכדאיות ותפקוד בעקבות xenograft בעכברים. תקנים עבור יישומים קליניים של רקמות השחלה אוטומטית-השתלת לשימור פוריות לא היה סט של פרמטרים אופטימליים (גודל, השתלת באתר, משך הזמן של השתל, וכו ‘.) 32 , <sup class…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עומר אדם אלכסנדר על האיורים.
ל. מ נתמכה על ידי פרס טייס מן במישור הקליני של קורנל, מרכז מדעים Translational ו- ASRM של מלגת מחקר.
המחברים רוצה להודות ג’יימס חברי המעבדה לקריאה ביקורתית של כתב היד.
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).
