JoVE Journal > Bioengineering
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Automatic Translation
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Bioengineering

İnsan yumurtalık dokusu mühendislik endotel hücreleri ile ortak nakli: bir hücre tabanlı strateji birleştirerek perfüzyon doğrudan parakrin teslim ile hızlandırılmış

Published: May 16, 2018
doi:
10.3791/57472
, , , , , , , ,
1Center for Reproductive Medicine and Infertility,Weill Cornell Medical College, 2Angiocrine Biosciences, Inc., 3Tri-Institutional Stem Cell Derivation Laboratory,Weill Cornell Medical College, 4Joan and Sanford I. Weill Department of Medicine,Weill Cornell Medical College

Summary

Bazı hastalar için dondurma Yumurtalık dokusunun doğurganlık korunması için tek seçenektir. Ne yazık ki, gecikmiş revaskülarizasyon foliküler canlılığı zayıflatmaktadır. Burada, co için doğrudan parakrin teslim ile hızlandırılmış kullanımı olarak birleştiren bir hücre tabanlı strateji perfüzyon biyoaktif moleküllerinin endotel hücreleri ile insan yumurtalık dokusu nakli için bir protokol mevcut.

Abstract

İnfertilite, kemoterapi ve/veya radyoterapi ve bazı hastalar sık yan etkisi, yumurta veya embriyo dondurma bir seçenek değil. Alternatif olarak, bu hastalar giderek artan sayıda otogrefti için yumurtalık dokusu cryopreserve için tercih ediyor kurtarma ve remisyon aşağıdaki. Auto-nakli cryopreserved Yumurtalık dokusunun geçiren hastalar arasında istenmeyen sonuçlara gelişmelere rağmen büyük bir engel etkili revaskülarizasyon aşılı doku kalır. İskemi azaltmak ve böylece auto-nakli uygulanan hastalarda sonuçlar geliştirmek için perfüzyon Yumurtalık dokusunun hızlanan bir vasküler hücre tabanlı strateji geliştirdi. Eksojen endotel hücreleri (ExECs) Co nakli için bir yöntem bir fare xenograft model cryopreserved yumurtalık dokusu ile açıklamak. Biz Anti-Mullerian hormon (AMH), yapısal ifade etmek için tasarlanmış böylece sürekli parakrin yumurtalık Greftler için giriş sinyal etkinleştirme ExECs istihdam için bu yaklaşım uzatmak. Foliküler hacmi ve geliştirilmiş antral folikül gelişim ExECs ile ortak ekimi artmış ve saklama deneniyor ilkel köklerinin AMH ifade ExECs terfi. Bu kombine strateji bağlamında foliküler aktivasyonu doğurganlık koruma ve/veya infertilite büyük oransal ve iskemi Azaltıcı için yararlı bir araç olabilir.

Introduction

Kanser gelişmiş dünyada önde gelen ölüm nedenleri arasında kalır, henüz onlarca yıllık araştırma kanser ve bazı durumlarda neredeyse iki katına hayatta kalma oranları1, birçok türü için önemli bir ilerleme vermiştir. Ne yazık ki, kemoterapötik ajanlar gonadotoxic, yumurtalıklarda ilkel köklerinin rezerv tüketen ve doğurganlık2azaltılması çoğu kez. Bu büyüyen nüfusun doğurganlık koruma oosit ve/veya embriyo dondurma da dahil olmak üzere çeşitli yöntemler yararlanabilir, ancak, kanser tedavisi ve önceden pubertal hastaların istem başlatma gerektiren hastalar için bu seçenekleri geçersiz. Alternatif olarak, bazı hastalarda yumurtalık dokusu onların tedavi rejimi girişmeden önce ve kurtarma ve remisyon, doğurganlık3geri yüklemek için otomatik dikim doku üzerine cryopreserve seçtiniz. Henüz, bugüne kadar greft hayatta kalma ve foliküler çıkış auto-nakli takip nispeten düşük4, ana toprak dolay iden doku iskemi ve hipoksi5,6,7kalır. Yumurtalık kortikal Greftler canlılık geliştirmek için çok sayıda çabalarına rağmen anti-oksidanlar8,9, pro-anjiogenik sitokinler10,11,12,1 kullanarak 5-7 gün pencere sonrası organ nakli 3veya mekanik işlemler14, greft iskemi canlılığı ve greft7yaşama zayıflatmaktadır. Bu sorunu çözmek için ev sahibi ve greft damarlarının anastomoz kolaylaştırmak ve böylece reperfüzyon Yumurtalık dokusunun hızlandırmak için bir hücre tabanlı strateji geliştirdi.

Sonrası organ nakli penceresinde aşılı yumurtalık dokusu için iskemik hakaret yanı sıra arası foliküler sinyal kesintileri havuzu15,16tükenmesi için katkıda bulunabilir. Eksojen endotel hücreleri (ExECs) istikrarlı ve düzgün damarları greft çevre için katkıda çünkü, onlar nakledilen doku tanımlanmış bir moleküler girişine iletmek için eşsiz bir fırsat sunuyoruz. İlke kanıtı olarak Anti-Mullerian hormon (AMH), foliküler büyüme17kısıtlamak için gösterilen dönüştürme büyüme faktörü beta (TGFβ) üst aile üyesi hızlı süper fizyolojik düzeylere ExECs mühendislik. Karşılaştırma kontrol ve AMH ifade hücreleri ile birlikte nakledilen Greftler foliküler dağıtım biyolojik aktivite ve mühendislik exECs potens doğrular.

Özetle, greft canlılığı ve baskılayarak foliküler Havuzu, erken seferberlik geliştirerek bu yaklaşım doğurganlık koruma uygulanan hastalarda yumurtalık dokusu otomatik nakledilen verimliliğini artırabilirsiniz. Ayrıca, foliküler gelişim karıştığı moleküler düzenleyiciler, deneysel sorgulama ExEC tabanlı platformu sağlar.

Protocol

Tüm yordamları hayvan konular içeren kurumsal hayvan bakım ve kullanım Komitesi (IACUC) Weill Cornell Medical College tarafından onaylanmıştır. Yumurtalık dokusu kullanarak tüm xenotransplantation deneyleri ilgili kurallara ve düzenlemelere uygun şekilde yapıldı. İnsan yumurtalık dokusu kemoterapi veya radyoterapi kanser tedavisi veya önceden kemik iliği nakli için planlanan hastaların toplanmıştır. Kurumsal inceleme Kurulu (IRB) Komitesi, Weill Cornell Tıp Koleji doku potansiyel Otolog kullanıl…

Representative Results

ExECs co nakli hastaların doku bir yarar sağlayıp sağlamadığını belirlemek için çözülmüş yumurtalık kortikal şeritler eşit büyüklükte parçalara bölünmüş ve bilateral IMMUNO şaibeli, NOD scid gama (NSG), fare engrafted. Fibrin pıhtısı yalnız (ECs) ve diğer içeren ExECs (Şekil 1a) gömülü bir tarafı ile her fare kendi kontrolü görev yaptı. ExECs insan göbek bağları ve Adenoviral gen parça E4-ORF1, sonraki tedaviyle yuk…

Discussion

Burada biz exECs Co o nakli göstermek yumurtalık dokusu canlılık ve xenograft farelerde aşağıdaki işlevi önemli bir yarar sağlar. Yumurtalık dokusu auto-nakli doğurganlık korunmasına ilişkin klinik uygulama için standartlar kümesi ve optimum parametreleri (boyut, nakli sitesi, süresi greft, vb) olmamıştır 32 , 33 , 34 foliküler havuzun gelişmiş kurtarma için tanımsız kalır. Auto-ekimi yapıl?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Omar Alexander adam resimler için.
Translational bilim merkezi ve bir ASRM grant araştırma ve L.M. Cornell klinik bir Pilot Ödülü tarafından desteklenmiştir.
Yazar James laboratuvar üyeleri şekilde alt alta yazılmalıdır eleştirel okuma için teşekkür etmek istiyorum.

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
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Siegel, R. L., Miller, K. D., Jemal, A. Cancer Statistics, 2017. CA Cancer J Clin. 67 (1), 7-30 (2017).
  2. 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).
  3. 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).
  4. Stoop, D., Cobo, A., Silber, S. Fertility preservation for age-related fertility decline. Lancet. 384 (9950), 1311-1319 (2014).
  5. Aubard, Y., et al. Orthotopic and heterotopic autografts of frozen-thawed ovarian cortex in sheep. Hum Reprod. 14 (8), 2149-2154 (1999).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Abir, R., et al. Improving posttransplantation survival of human ovarian tissue by treating the host and graft. Fertil Steril. 95 (4), 1205-1210 (2011).
  11. Friedman, O., et al. Possible improvements in human ovarian grafting by various host and graft treatments. Hum Reprod. 27 (2), 474-482 (2012).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. Buratini, J., Price, C. A. Follicular somatic cell factors and follicle development. Reprod Fertil Dev. 23 (1), 32-39 (2011).
  16. Dunlop, C. E., Anderson, R. A. The regulation and assessment of follicular growth. Scand J Clin Lab Invest Suppl. 244, 13-17 (2014).
  17. Durlinger, A. L., et al. Control of primordial follicle recruitment by anti-Müllerian hormone in the mouse ovary. Endocrinology. 140 (12), 5789-5796 (1999).
  18. 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).
  19. Jensen, A. K., et al. Outcomes of transplantations of cryopreserved ovarian tissue to 41 women in Denmark. Hum Reprod. 30 (12), 2838-2845 (2015).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).
  27. 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).
  28. 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).
  29. 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).
  30. Suzuki, N., et al. Successful fertility preservation following ovarian tissue vitrification in patients with primary ovarian insufficiency. Hum Reprod. 30 (3), 608-615 (2015).
  31. 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).
  32. 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).
  33. Ferreira, M., et al. The effects of sample size on the outcome of ovarian tissue cryopreservation. Reprod Domest Anim. 45 (1), 99-102 (2010).
  34. 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).
  35. Donnez, J., Dolmans, M. M. Fertility Preservation in Women. N Engl J Med. 377 (17), 1657-1665 (2017).
  36. Salama, M., Woodruff, T. K. New advances in ovarian autotransplantation to restore fertility in cancer patients. Cancer Metastasis Rev. 34 (4), 807-822 (2015).
  37. 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).
  38. 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).
  39. 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).
  40. 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).

Tags

Co-transplantationEngineered Endothelial CellsCell-based StrategyAccelerated PerfusionParacrine DeliveryXenograftFollicular ActivationFolliculogenesisFibrin ClotAccutaseHemocytometer
check_url/57472?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Man, L., Park, L., Bodine, R., Ginsberg, M., Zaninovic, N., Schattman, G., Schwartz, R. E., Rosenwaks, Z., James, D. Co-transplantation of Human Ovarian Tissue with Engineered Endothelial Cells: A Cell-based Strategy Combining Accelerated Perfusion with Direct Paracrine Delivery. J. Vis. Exp. (135), e57472, doi:10.3791/57472 (2018).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image