इंजीनियर Endothelial कोशिकाओं के साथ मानव डिम्बग्रंथि ऊतक के सह प्रत्यारोपण: प्रत्यक्ष Paracrine वितरण के साथ त्वरित छिड़काव के संयोजन एक सेल आधारित रणनीति
Summary
कुछ रोगियों के लिए, प्रजननता संरक्षण के लिए एकमात्र विकल्प डिम्बग्रंथि ऊतक के cryopreservation है । दुर्भाग्य से, विलंबित revascularization फुफ्फुसीय व्यवहार्यता को नजरअंदाज कर । यहाँ, हम एक सेल के रूप में उपयोग करने के लिए endothelial कोशिकाओं के साथ सह प्रत्यारोपण मानव डिम्बग्रंथि ऊतक के लिए एक प्रोटोकॉल वर्तमान सक्रिय अणुओं की एक सीधी paracrine वितरण के साथ त्वरित छिड़काव के संयोजन रणनीति.
Abstract
बांझपन कीमोथेरेपी और/या रेडियोथेरेपी के एक अक्सर पक्ष प्रभाव है और कुछ रोगियों के लिए, अंडाणुओं या भ्रूण के cryopreservation एक विकल्प नहीं है । एक विकल्प के रूप में, इन रोगियों की बढ़ती संख्या वसूली और छूट निम्नलिखित भ्रष्टाचार के लिए डिंबग्रंथि के ऊतकों cryopreserve करने के लिए चुन रहे हैं । cryopreserved डिम्बग्रंथि ऊतक के ऑटो प्रत्यारोपण के दौर से गुजर रोगियों के बीच परिणामों में सुधार के बावजूद, भ्रष्टाचारी ऊतक के कुशल revascularization एक बड़ी बाधा बनी हुई है. ischemia को कम करने और इस तरह ऑटो प्रत्यारोपण के दौर से गुजर रोगियों में परिणामों में सुधार, हम डिम्बग्रंथि ऊतक के छिड़काव में तेजी लाने के लिए एक संवहनी कोशिका आधारित रणनीति विकसित की है । हम एक माउस xenograft मॉडल में cryopreserved डिम्बग्रंथि ऊतक के साथ exogenous endothelial कोशिकाओं (ExECs) के सह प्रत्यारोपण के लिए एक विधि का वर्णन । हम इस दृष्टिकोण का विस्तार करने के लिए ExECs है कि constitutively एक्सप्रेस विरोधी Mullerian हार्मोन (AMH), इस प्रकार डिंबग्रंथि भ्रष्टाचारियों को निरंतर paracrine संकेतन इनपुट को सक्षम करने के लिए इंजीनियर गया है काम करते हैं । ExECs के साथ सह-प्रत्यारोपण की गई तोंसिल्लितिस की मात्रा और सुधार कोटरीय कूप विकास, और AMH-व्यक्त ExECs quiescent मौलिक के रोम के प्रतिधारण को बढ़ावा दिया । इस संयुक्त रणनीति के ischemia को कम करने और प्रजनन क्षमता के संरक्षण के संदर्भ में फुफ्फुसीय सक्रियण मॉडुलन के लिए एक उपयोगी उपकरण हो सकता है या बड़े पैमाने पर/
Introduction
कैंसर विकसित दुनिया में मौत के प्रमुख कारणों में से एक है, अभी तक अनुसंधान के दशकों के कैंसर के अधिकांश प्रकार के लिए महत्वपूर्ण प्रगति की उपज है, और कुछ मामलों में लगभग जीवित रहने की दर1दोगुनी । दुर्भाग्य से, कीमोथेरेपी एजेंटों अक्सर gonadotoxic हैं, अंडाशय में मौलिक कूप के आरक्षित घट रही है और प्रजनन क्षमता को कम करने2। इस बढ़ती आबादी oocyte और/या भ्रूण cryopreservation सहित प्रजननता संरक्षण के विभिंन तरीकों से लाभ उठा सकते हैं, तथापि, कैंसर थेरेपी और पूर्व pubertal रोगियों के शीघ्र दीक्षा की आवश्यकता रोगियों इन विकल्पों के लिए अयोग्य हैं । एक विकल्प के रूप में, कुछ रोगियों को अपने चिकित्सीय आहार उपक्रम से पहले डिम्बग्रंथि ऊतक cryopreserve चुना है, और वसूली और छूट पर, ऑटो-प्रत्यारोपण ऊतक प्रजनन क्षमता को बहाल करने के लिए3. फिर भी, तिथि करने के लिए, भ्रष्टाचार जीवन रक्षा और तोंसिल्लितिस उत्पादन निंनलिखित ऑटो प्रत्यारोपण अपेक्षाकृत कम4रहना, मुख्य रूप से ऊतक ischemia और हाइपोक्सिया5,6,7के कारण । विरोधी oxidants का उपयोग कर डिम्बग्रंथि cortical भ्रष्टाचार की व्यवहार्यता में सुधार करने के लिए कई प्रयासों के बावजूद8,9, प्रो-angiogenic साइटोकिंस10,11,12,1 3, या यांत्रिक जोड़तोड़14, भ्रष्टाचार के ischemia में एक 5 से 7 दिन खिड़की के बाद प्रत्यारोपण व्यवहार्यता और भ्रष्टाचार7के अस्तित्व को नजरअंदाज कर । इस पते के लिए, हम मेजबान और भ्रष्टाचार के जहाजों की सम्मिलन की सुविधा के लिए एक सेल आधारित रणनीति विकसित की है और इस तरह डिम्बग्रंथि ऊतक के reperfusion गुजारिश की ।
बाद प्रत्यारोपण खिड़की में भ्रष्टाचारी डिम्बग्रंथि ऊतक के लिए कोरोनरी अपमान के अलावा, अंतर-तोंसिल्लितिस के विघटन के पूल में कमी करने के लिए योगदान कर सकते हैं15,16. क्योंकि exogenous endothelial कोशिकाओं (ExECs) भ्रष्टाचार की परिधि में स्थिर और कामकाजी जहाजों के लिए योगदान, वे प्रत्यारोपण ऊतक के लिए एक परिभाषित आणविक इनपुट व्यक्त करने के लिए एक अनूठा अवसर मौजूद. सिद्धांत का एक सबूत के रूप में, ExECs विरोधी Mullerian हार्मोन (AMH), बदलने वाले विकास कारक बीटा (TGFβ) superfamily कि तोंसिल्लितिस विकास को सीमित करने के लिए दिखाया गया है के एक सदस्य के सुपर शारीरिक स्तर व्यक्त करने के लिए इंजीनियर थे17. भ्रष्टाचारियों में तोंसिल्लितिस के वितरण की तुलना नियंत्रण और AMH-व्यक्त कोशिकाओं के साथ प्रत्यारोपण जैविक गतिविधि और इंजीनियर exECs की शक्ति की पुष्टि ।
सारांश में, भ्रष्टाचार व्यवहार्यता में सुधार और तोंसिल्लितिस पूल के समय से पहले जुड़ाव को दबाने के द्वारा, इस दृष्टिकोण प्रजनन क्षमता संरक्षण के दौर से गुजर रोगियों में ऑटो प्रत्यारोपण डिम्बग्रंथि ऊतक की उत्पादकता में वृद्धि कर सकते हैं । इसके अलावा, ExEC-मंच आधारित आणविक नियामकों है कि तोंसिल्लितिस के विकास में फंसा दिया गया है की प्रयोगात्मक पूछताछ सक्षम बनाता है ।
Protocol
Representative Results
Discussion
यहाँ हम exECs के सह-प्रत्यारोपण डिम्बग्रंथि ऊतक व्यवहार्यता और चूहों में xenograft निम्नलिखित समारोह के लिए एक महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है कि प्रदर्शन. डिंबग्रंथि ऊतक के नैदानिक आवेदन के लिए मानक फर्टिलिटी …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
उदाहरण के लिए उमर अलेक्जेंडर मैन ।
लक्ष्मीमल्ल कॉर्नेल नैदानिक और शोधों विज्ञान केंद्र और एक ASRM अनुसंधान अनुदान से एक पायलट पुरस्कार द्वारा समर्थित किया गया था.
लेखक को पांडुलिपि के महत्वपूर्ण पढ़ने के लिए जेंस लैब के सदस्यों का शुक्रिया अदा करना चाहूंगा ।
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).
