ŞAHİN ZETEROĞLU – Embriyogenesisin oluşmasında oosit etkisi

Embriyogenesisin
oluşmasında oosit etkisi
Doç.Dr.Şahin ZETEROĞLU
ACIBADEM BURSA HASTANESİ
Üreme Sağlığı ve Tüp Bebek Merkezi
• İnvivo veya invitro fertilizasyonun
gerçekleşip,
embriyoner gelişimin devam edebilmesi
için gametlerin (sperm ve oosit)
maturasyon süreçlerini tamamlamış
olmaları gereklidir.
• Oositlerin ovaryumlarda, foliküller içindeki
büyüme ve gelişmeleri
– Fizyolojik, genetik ve metabolik
değişimlerin bütünü olarak kabul edilir.
• Bunun sonucunda oositler
–
–
–
–
Fertilize olabilir
İkinci mayoz bölünmeyi tamamlar
Polispermiye karşı koyacak özellikleri kazanır
Embriyoner gelişim devam eder.
• Spermlerden farklı olarak oositler tüm gelişim
ve olgunlaşma dönemlerini ovaryumlarda
geçirirler.
• Oositlerin büyümesi sırasında gelişen bazı
organellerin yanı sıra bazıları da reorganize
olarak oositin işlevlerine uygun özellik
kazanırlar.
• Oositler aktif salgılama yaparken bir yandan
da embriyoner gelişim için gerekli maddeleri
depolarlar.
OVERDEKİ
BİYOLOJİK
OLAYLAR
•
•
•
•
Folikülogenesis
Ovulasyon
Korpus luteum fonk.
Steroidogenesis
OVER
Overin 3 ana bölümü
vardır.
1.Dış korteks
2.Santral medulla
3.Rete ovari (hilus)
FOLİKULOGENEZİS
1. Fetal hayatta foliküler gelişim
2. Foliküler gelişim dinamikleri
3. Erken foliküler gelişim ( Initial
recruitment)
4. Atreziden kaçan foliküller (Cyclic
recruitment)
FETAL HAYATTA FOLİKÜLER GELİŞİM
Ovaryan foliküllerin
yaşam hikayesi
Fetal hayatta
Primordial germ hücreleri
yolk sac’ dan
mezoderm
kökenli primer gonadlara
göç etmekte
ve 20.haftada oogonialar
tek tabaka
yassı hücreler (granulosa)
ile çevrilerek primordial
foliküller oluşmaktadır.
• Primordial folikül, mayotik
bölünmenin diploten fazında
duraklamış primer oosit ve onu
çevreleyen tek katlı granüloza
hücrelerinden oluşur.
• Foliküler gelişme sürekli bir
proçestir, follikül sayıları
tükeninceye kadar fizyolojik
koşullar altında gelişip atrezi
olurlar.
• Gelişme ve atrezi; gebelik,
ovulasyon veya anovulasyon
periyodları ile kesintiye
uğramaz. Bu dinamik proçes
ergenlik ve menopoza yakın
dönem dahil sürekli olarak
devam eder.
• 16-20. haftadaki maksimum
seviyesinden sonra oosit sayısı giderek
azalmaya başlar.
• Doğumdan hemen önce 2-3 milyona
düşer.
• Puberte de 300.000’e düşer
• Bu rezervden ancak 500 kadar folikül
reprodüktif yaşam boyunca ovulasyon
şansına sahip olur.
Foliküllerin gelişim
dinamikleri
Gougeon A. End Rev.1996
Overde gelişen
foliküllerin
8 klastaki büyüme
dinamikleri
Gougeon A. End Rev.1996
FSH/LH,
GH,IGF1,
EGF,IL1,
NO
preovulatuar
antral
EXPONENTIAL FAZ
-Gonadotropin
dependent
FSH
erken antral
FSH,GDF-9
TONİK FAZ Gonadotropin unresponsive
Aktivin,
sekonder
primer
cGMP
?
primordial
FOLLICLE MOUNTAIN
Gougeon A. End Rev.1996
EXPONENTIAL FAZ -Gonadotropin
bağımlı
• Recruitment- Class 5
• Selection-
Class 6
5 mm
6-10 mm
16-18
• Dominans- Class 7 (Erken preovulatuar- mm
16 mm)
Class 8 (Preovulatuar
folikül-20 mm)
Gougeon A. End Rev.1996
Primer folikül gelişiminde
gonadotropin, oosit ve intraovarian
faktörlerin rolü
• Primer foliküllerin büyümesinin gonadotropinden
bağımsız olduğu düşünülmektedir. Çünkü dolaşımdaki
minimal bir FSH varlığında bile foliküller antral stage’e
kadar gelişebilmektedir.
• İn-vitro koşullarda, Primer folliküller ,
gonadotropinlere hücre bölünmesi ve diferansiyasyon
ile cevap verirler. Bununla beraber, in-vivo koşullarda
primer folliküller, gonadotropinlerin yokluğunda da
antral stage’e kadar ilerler.
RECRUİTMENT
• İnitial
• Siklik
İNİTİAL
RECRUİTMENT
Atrezi yoluyla oositlerin
kaybedilmesi olayına programlı
hücre ölümü (apoptosis) denir.
İnitial recruitmentte folikül
kaybının temel nedeni
apoptozisdir
Bcl-2 gen aktivasyonu primordial foliküllerde
apoptozisi azaltmaktadır. Gelecekte
rekombinant teknoloji ile Bcl-2 üzerinden
primordial folikül havuzunun dolasıyla da
ovarian reservin korunması gündeme
gelebilir.
İnitial recruitmentte oositin rolü?
• Erken foliküler gelişimde rolü kesin
olarak bilinen c-kit ligand ve tirozin
kinaz reseptörü hem oosit hem de
teka hücrelerinde vardır.
• Buna göre initial recruitmentte
oositin primer rol oynaması
kaçınılmazdır.
• Ratlarda soluble kit-ligand üretimi
bloke edildiğinde foliküler gelişim
arrest olmaktadır.
• Erken foliküler gelişimde oosit ile ilgili bilinen en
önemli faktörler growth and differentiation factor
9 (GDF-9) ve bone morphogenic protein-15
(BMP-15)’dir.
• GDF-9 ve BMP-15, primordial folikül dışında
primer folikülden itibaren salgılanmaktadır.
• GDF-9, IVF çalışmalarında fertilizasyon ve
embryo kalitesi gibi önemli parametreler ile çok
yakın pozitif korelasyon göstermektedir.
GDF-9 ve BMP-15
oosit ve granulosa
hücreleri arasında
İletişimi sağlayan çok
sayıda
parakrin ve endokrin
mekanizmayı etkileyen faktörlerdir.
BMP-15 primordial
folikül aşamasında
oositten salgılanmaya
başlar ve tüm foliküler
gelişme boyunca devam
eder.Yapılan çalışmalarda
foliküler BMP-15 düzeyleri
estradiol ve fertilizasyon
ile pozitif korelasyon
göstermiştir.
SİKLİK RECRUİTMENT-COHORT
• Siklik recruitment
Puberte ile başlar ve
gonadotropin
bağımlıdır.FSH ile,
antral foliküllerin
preovulatuar aşamaya
kadar geliştirilmesini
amaçlar
SİKLİK RECRUİTMENT-COHORT
• Her siklusta
büyümeye
başlayan follikül
sayısı her overde
3-11 adettir.
FSH concentration
Follicle size (mm)
window
threshold
menses
recruitment Selection dominance
10
atresia
Pre-erken antralantral foliküler
gelişim
recruitable follicles
• Histolojik
Class 5
klasifikasyonda
tüm antral
folikül aşaması
sekonder
foliküldür.
Antral foliküler gelişim
• Oosit genişler ve zona pellucida ile
çevrelenir.
• Granüloza
hücreleri
çok
katlı
proliferasyona
uğrarken,
thecal
tabaka çevre stromadan organize
olmaya devam eder. Bu büyüme
gonadotropinlere bağlıdır.
Erken foliküler gelişim
FSH
-Siklik
recruitment
-Seleksiyon
-Dominans
LH
-Oositte mayotik
maturasyon
-Ovulasyon
-Luteinizasyon
Gonadotropinlere foliküler
yanıt growth faktörler
tarafından modüle edilir.
Follikülogenezisi etkileyen growth
faktörler
• Insulin-like growth
faktör
• Epidermal growth faktör
• Transforming growth
faktör
• Fibroblast growth faktör
• Platelet-derived growth
faktör
• Anjiyojenik growth
faktör
• İnterlökin-1 sistem
• Tümör nekroz faktör
• Diğer peptidler
–
–
–
–
–
–
–
–
Prorenin
POMC
Antimüllerian hormon
PAPP-A
OMI
Endotelin-I
GnRH-like peptid
Oksitosin
Dominant Folikül
• Seçim işlemi östrojenin iki etkisine bağlıdır
 Folikül içinde östrojen ve FSH arasında lokal
bir etkileşmenin varlığı
 Östrojenin hipofizer FSH sekresyonu üzerine
etkisi
• Östrojen dominant folikülde FSH etkisini pozitif
yönde etkilerken, hipotalamo-hipofizer seviyede
negatif feed-back etkisiyle daha az gelişmiş olan
foliküllerden gonadotropin desteğini çeker
• Günümüze kadar granülosa hücrelerinin
oosit gelişimine etkisi ön planda iken, son
çalışmalarda oositin kendi büyüme ve
gelişimini direkt olarak belirlediği ortaya
konmuştur.
• Bu kontrol mekanizması oosit spesifik
faktörler olan,
– büyüme ve gelişme faktörü GDF 9
– BMP 15
aracılığı ile hem granülosa hücrelerinin
gelişim, fonksiyon ve farklılaşması yanısıra,
granülosa hücreleri ile oosit arasındaki
ilişkiyi de düzenlemektedir.
• Oosit, mayotik ve gelişimsel yeteneğini
kazanabilmesi için kendi çevresini direkt
olarak manuple etmektedir.
• Oosit kalitesinin spesifik belirleyici
öğelerinin fizyolojik belirleyicileri ortaya
konmasına rağmen, ikna edici kanıtlar
ovulasyondan önce veya ovulasyon
esnasında folikül çevresinin
preimplantasyon konsepsiyon ürününün
gelişimsel yeterliliğini belirlediğini
göstermektedir.
• Oositin foliküller gelişimi esnasındaki
ortam,
embriyogenesis döneminde
plasental ve
fetüsun akibetini belirlemede etkili rol
oynamaktadır.
• Oositin kendisinin folikülün gelişiminde
–
–
–
–
granuloza hücrelerinin gelişimi,
fonksiyonu,
yaşama yetisi ve diferansiyasyonu ,
teka hücrelerinin toplanması ve ekstrasellüler
matriks komponentlerinin sekresyonu ile aktive
ve dominant rol oynadığı belirgin olmaya
başlamıştır.
• Bu bakımdan oosit kendi ortamını
– preantral,
– antral ve
– preovulatuvar
dönemde destekleyerek yönlendirmektedir.
• BMP-15 yapısı GDF-9 ile benzer olup tüm
folikülogenez boyunca oositlerden salınmaktadır.
• BMP-15 geninde inaktivasyona yol açan
homozigot mutasyon olan koyunlarda foliküller
primer evre dışında gelişememekte ve oositler
aktif foliküllerden kısa süre sonra kaybolmakta ve
böylece granüloza hücreleri boş kümeler halinde
kalmaktadır.
• Bir bütün olarak ele alındığında bu
gözlemler BMP-15 in
– foliküllerin ilerlemesi,
– granüloza hücre büyümesi ve
– bu türlerde apoptozise duyarlılık için
gerekli olduğunu ileri sürmektedir.
Braw-Tal et al., 1993; Galloway et al., 2000, Hanrahan et al.,
2004). Additionally, Juengel et al. (2002)
• BMP-15 geninde mutasyonun kadında over
yetmezliği ile ilişkili olduğu bulmuştur.
• Böylece, BMP-15'in insan fertilitesi
açısından oldukça önemli olduğu
görünmektedir.
» Di Pasquale et al., 2004
Oosit ile embriyo kalitesi
arasındaki ilişki
• Oogenezis, oositin büyüme veya gelişimsel
fazı ve maturasyon fazıdır
• İlk olarak, matür gelişimin sağlanması için
oositin hem sitoplazma hemde nükleusunun
kompleks olan ve tam anlaşılmamış oositle
kumulus ooforus arasındaki çift taraflı
iletişimin modifikasyonun tamamlanması
gerekir.
• Mayoz bölünme yeterliliği pek çok memelide
folikül gelişimin erken döneminde oluştuğu
bilinmesine rağmen, embriyonik yeterliliğin LH
pikinden önce ve sonrasında metabolik,
moleküler ve yapısal değişiklikleri içerdiği
bilinmektedir.
• Bu basit ilke tüm yardımlı üreme programlarının
rehberi olan oositlerin toplanmasından önce
ovulasyon indüksiyonu ile matürasyonun
sağlanması ve gelişimsel olarak yeterli ovumun
oluşumuna yol açan evreleri özetlemektedir.
• Bugün için kullanılan yardımla üreme
tekniklerinin kumulus hücre ve /veya zona
bütünlüğünü modifiye ettiğini ve böylece
oositin erken gelişim evresi için gerekli olan
mikro ortamı değiştirmektedir.
• Folikülogenezin oosentrik görüş açısından ele
alınması ile yardımlı üreme tekniklerinde somatik
ve germ hücreleri arasında ki ilişkiyi anlama da
büyük ilerlemeler olacaktır.
• İnsan ve hayvan modellerinin ve beraberindeki
teknolojilerin kullanımı in vitro maturizasyon ve
krioprezervasyon tekniklerinin geniş çaplı
uygulamasına yol açacaktır.
• Nanoteknoloji temeline dayalı mikro sıvıların
uygulamaya girmesi oosit ve embriyo kalitesi ile
ilgili parametreler açısından temel olacaktır
Teşekkürler...