Создание искусственного яичника на основе преантральных фолликулов человека


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Искусственный яичник - временная конструкция, пригодная к трансплантации в организм женщины, состоящая из изолированных фолликулов и, возможно, других клеток, инкапсулированных в скаффолд натурального или искусственного происхождения (Chiti, Dolmans, Donnez, & Amorim, 2017). Эта технология может помочь пациенткам с онкологическими диагнозами сохранить и восстановить фертильность, когда другие варианты сохранения и восстановления фертильности (проведение контролируемой стимуляции суперовуляции с последующей витрификацией эмбрионов или ооцитов или криоконсервация овариальной ткани) для них недоступны. В настоящее время для пациенток со злокачественными опухолями яичников и риском метастазов в яичники не существует рутинных методов сохранения фертильности. Вызванное онкологическим лечением бесплодие негативно влияет на качество жизни пациенток. Разработка новых методов сохранения фертильности для данной группы больных является крайне актуальной и важной задачей. В данной статье рассматривается концепция искусственного яичника, история развития этой технологии и ее возможные применения для сохранения репродуктивного потенциала женщин. Особое внимание уделяется необходимым условиям для функционирования биофабрицированного овариального конструкта таким как клеточный состав, источник выделения фолликулов и характеристики скаффолда. В данной работе рассматриваются современные мировые достижения в области создания искусственного яичника. На животных модельных объектах было продемонстрировано доказательство концепции искусственного яичника и было получено жизнеспособное потомство. В экспериментах по культивированию человеческих фолликулов с последующей ксенотрансплантацией показали способность фолликулов к росту в овариальных конструктах. Заключение: Сегодня технология искусственного яичника человека успешно развивается, несмотря на свою сложность. Благодаря этой новой технологии в будущем может быть возможна успешная терапевтическая трансплантация человеку искусственных яичников, созданных in vitro. Также технология искусственного яичника человека может иметь другие важные применения, например, для изучения фолликулогенеза и в токсикологических исследованиях влияния различных препаратов на репродуктивную функцию человека.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Наталья Константиновна Меньшикова

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова» Минздрава России

Email: menshnatalya@gmail.com
специалист 1-го гинекологического отделения

Анастасия Олеговна Кириллова

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова» Минздрава России

Email: a_kozyreva@oparina4.ru
к.б.н., с.н.с. 1-го гинекологического отделения

Нона Годовна Мишиева

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова» Минздрава России

д.м.н., в.н.с. 1-го гинекологического отделения

Мария Львовна Семенова

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: mlsemenova@gmail.com
д.б.н., профессор кафедры эмбриологии биологического факультета

Список литературы

  1. Tomao F., Peccatori F., Del Pup L., Franchi D., Zanagnolo V., Panici P.B., Colombo N. Special issues in fertility preservation for gynecologic malignancies. Crit. Rev. Oncol. Hematol. 2016; 97: 206-19. https://dx.doi.org/10.1016/j.critrevonc.2015.08.024.
  2. Ferlay J., Soerjomataram I., Dikshit R., Eser S., Mathers C., Rebelo M. et al. Cancer incidence and mortality worldwide: Sources, methods and major patterns in GLOBOCAN 2012. Int. J. Cancer. 2015; 136(5): E359-86. https://dx.doi.org/10.1002/ijc.29210.
  3. Mahajan N. Fertility preservation in female cancer patients: An overview. J. Hum. Reprod. Sci. 2015; 8(1): 3-12. https://dx.doi.org/10.4103/0974-1208.153119.
  4. Spears N., Lopes F., Stefansdottir A., Rossi V., De Felici M., Anderson R.A., Klinger F.G. Ovarian damage from chemotherapy and current approaches to its protection. Hum. Reprod. Update. 2019; 25(6): 673-93. https://dx.doi.org/10.1093/humupd/dmz027.
  5. Wo J.Y., Viswanathan A.N. Impact of radiotherapy on fertility, pregnancy, and neonatal outcomes in female cancer patients. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Physics. 2009; 73(5): 1304-12. https://dx.doi.org/10.1016/j.ijrobp.2008.12.016.
  6. Hao X., Anastacio A., Liu K., Rodriguez-Wallberg K.A. Ovarian follicle depletion induced by chemotherapy and the investigational stages of potential fertility-protective treatments - A review. Int. J. Mol. Sci. 2019; 20(19): 4720. https://dx.doi.org/10.3390/ijms20194720.
  7. Donnez J., Dolmans M.M. Fertility preservation in women. Nat. Rev. Endocrinol. 2013; 9(12): 735-49. https://dx.doi.org/10.1038/nrendo.2013.205.
  8. Levine J.M., Kelvin J.F., Quinn G.P., Gracia C.R. Infertility in reproductive-age female cancer survivors. Cancer. 2015; 121(10): 1532-9. https://dx.doi.org/10.1002/cncr.29181.
  9. Назаренко Т.А., Ашрафян Л.А., Бирюкова А.М., Кириллова А.О., Мартиросян Я.О., Джанашвили Л.Г., Буняева Е.С. Характеристика и тактика ведения онкологических больных, нуждающихся в сохранении репродуктивного материала. Акушерство и гинекология. 2020; 11: 93-9. [Nazarenko T.A., Ashrafyan L.A., Biryukova A.M., Kirillova A.O., Martirosyan Ya.O., Dzhanashvili L.G., Bunyaeva E.S. Characteristics and management of cancer patients who wish to preserve their reproductive capacity. Obstetrics and Gynecology. 2020; 11: 93-9. (in Russian)]. https://dx.doi.org/10.18565/aig.2020.11.93-99.
  10. Буняева Е.С., Кириллова А.О., Хабас Г.Н., Абубакиров А.Н., Мишиева Н.Г. Современные методы сохранения фертильности у пациенток с онкологическими заболеваниями органов репродуктивной системы. Акушерство и гинекология. 2021; 7: 45-52. [Bunyaeva E.S., Kirillova A.O., Khabas G.N., Abubakirov A.N., Mishieva N.G. Modern methods of fertility preservation in female patients with reproductive system cancers. Obstetrics and Gynecology. 2021; 7: 45-52. (in Russian)]. https://dx.doi.org/10.18565/aig.2021.7.45-52.
  11. Gellert S.E., Pors S.E., Kristensen S.G., Bay-Bjorn A.M., Ernst E., Andersen C.Y. Transplantation of frozen-thawed ovarian tissue: an update on worldwide activity published in peer-reviewed papers and on the Danish cohort. J. Assist. Reprod. Genet. 2018; 35(4): 561-70. https://dx.doi.org/10.1007/s10815-018-1144-2.
  12. 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. 2015; 104(5): 1097-98. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2015.08.005.
  13. Ковальская Е.В., Кириллова А.О., Буняева Е.С., Хабас Г.Н., Камалетдинов Н.С., Назаренко Т.А., Абубакиров А.Н. Эффективность дозревания ооцитов, полученных в ходе овариэктомии у онкологических пациенток. Акушерство и гинекология. 2019; 9: 87-91. [Kovalskaya E.V., Kirillova A.O., Bunyaeva E.S., Khabas G.N., Kamaletdinov N.S., Nazarenko T.A., Abubakirov A.N. Efficiency of maturation of oocytes obtained from cancer patients during ovariectomy. Obstetrics and Gynecology. 2019; 9: 87-91. (in Russian)]. https://dx.doi.org/10.18565/aig.2019.9.87-91.
  14. Roussou P., Tsagarakis N.J., Kountouras D., Livadas S., Diamanti-Kandarakis E. Beta-thalassemia major and female fertility: The role of iron and iron-induced oxidative stress. Anemia. 2013; 2013. 617204. https://dx.doi.org/10.1155/2013/617204.
  15. Bedoschi G., Navarro P.A., Oktay K. Chemotherapy-induced damage to ovary: Mechanisms and clinical impact. Future Oncol. 2016; 12(19): 2333-44. https://dx.doi.org/10.2217/fon-2016-0176.
  16. Amorim C.A., Shikanov A. The artificial ovary: current status and future perspectives. Future Oncol. 2016; 12(19): 2323-32. https://dx.doi.org/10.2217/fon-2016-0202.
  17. Oktay K. Ovarian tissue cryopreservation and transplantation: preliminary findings and implications for cancer patients. Hum. Reprod. Update. 2001; 7(6): 526-34. https://dx.doi.org/10.1093/humupd/7.6.526.
  18. Dolmans M.M., Luyckx V., Donnez J., Andersen C.Y., Greve T. Risk of transferring malignant cells with transplanted frozen-thawed ovarian tissue. Fertil. Steril. 2013; 99(6): 1514-22. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2013.03.027.
  19. Kim J., Perez A.S., Claflin J., David A., Zhou H., Shikanov A. Synthetic hydrogel supports the function and regeneration of artificial ovarian tissue in mice. NPJ Regen. Med. 2016; 1: 16010. https://dx.doi.org/10.1038/npjregenmed.2016.10.
  20. Kniazeva E., Hardy A.N., Boukaidi S.A., Woodruff T.K., Jeruss J.S., Shea L.D. Primordial follicle transplantation within designer biomaterial grafts produce live births in a mouse infertility model. Sci. Rep. 2015; 5: 17709. https://dx.doi.org/10.1038/srep17709.
  21. McLaughlin M., Albertini D.F., Wallace W.H.B., Anderson R.A., Telfer E.E. Metaphase II oocytes from human unilaminar follicles grown in a multistep culture system. Mol. Hum. Reprod. 2018; 24(3): 135-42. https://dx.doi.org/10.1093/molehr/gay002.
  22. Rodgers R.J., Irving-Rodgers H.F., Russell D.L. Extracellular matrix of the developing ovarian follicle. Reproduction. 2003; 126(4): 415-24. https://dx.doi.org/10.1530/rep.0.1260415.
  23. Chiti M.C., Dolmans M.M., Hobeika M., Cernogoraz A., Donnez J., Amorim C.A. A modified and tailored human follicle isolation procedure improves follicle recovery and survival. J. Ovarian Res. 2017; 10(1): 1-9. https://dx.doi.org/10.1186/s13048-017-0366-8.
  24. Yoon D.M., Fisher J.P. Natural and synthetic polymeric scaffolds. In: Roger Narayan, ed.Biomedical materials. Springer Nature; 2021: 257-83.
  25. Choi J.K., Agarwal P., Huang H., Zhao S., He X. The crucial role of mechanical heterogeneity in regulating follicle development and ovulation with engineered ovarian microtissue. Biomaterials. 2014; 35(19): 5122-8. https://dx.doi.org/10.1016/j.biomaterials.2014.03.028.
  26. Streets A.M., Huang Y. Microfluidics for biological measurements with single-molecule resolution. Curr. Opin. Biotechnol. 2014; 25: 69-77. https://dx.doi.org/10.1016/j.copbio.2013.08.013.
  27. Филатов М.А., Храмова Ю.В., Семенова М.Л. Рост и созревание фолликулов яичника мыши в альгинатном гидрогеле in vitro: состояние проблемы. Acta Naturae. 2015; 7(2): 52-61. [Filatov M.A., Khramova Yu.V., Semenova M.L. Growth and maturation of mouse ovarian follicles in alginate hydrogel in vitro: condition of the problem. Acta Naturae. 2015; 7(2): 52-61. (in Russian)]. Accessed: May 05, [Online]. Available: https://cyberleninka.ru/article/n/rost-i-sozrevanie-follikulov-yaichnika-myshi-v-alginatnom-gidrogele-in-vitro-sostoyanie-problemy/viewer.
  28. Shikanov A., Xu M., Woodruff T.K., Shea L.D. A method for ovarian follicle encapsulation and culture in a proteolytically degradable 3 dimensional system. J. Vis. Exp. 2011; 49: 2. https://dx.doi.org/10.3791/2695.
  29. Jin S.Y., Lei L., Shikanov A., Shea L.D., Woodruff T.K. A novel two-step strategy for in vitro culture of early-stage ovarian follicles in the mouse. Fertil. Steril. 2010; 93(8): 2633-9. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2009.10.027.
  30. Rajabzadeh A.R., Eimani H., Koochesfahani H.M., Shahvardi A.H., Fathi R. Morphological study of isolated ovarian preantral follicles using fibrin gel plus platelet lysate after subcutaneous transplantation. Cell J. 2015; 17(1): 145-52. https://dx.doi.org/10.22074/cellj.2015.521.
  31. Paulini F., Vilela J.M., Chiti M.C., Donnez J., Jadoul P., Dolmans M.M., Amorim C.A. Survival and growth of human preantral follicles after cryopreservation of ovarian tissue, follicle isolation and short-term xenografting. Reprod. Biomed. Online. 2016; 33(3): 425-32. https://dx.doi.org/10.1016/j.rbmo.2016.05.003.
  32. Pors S.E., Ramlose M., Nikiforov D., Lundsgaard K., Cheng J., Andersen C.Y., Kristensen S.G. Initial steps in reconstruction of the human ovary: survival of pre-antral stage follicles in a decellularized human ovarian scaffold. Hum. Reprod. 2019; 34(8): 1523-35. https://dx.doi.org/10.1093/humrep/dez077.
  33. Telfer E., Torrance C., Gosden R.G. Morphological study of cultured preantral ovarian follicles of mice after transplantation under the kidney capsule. J. Reprod. Fertil. 1990; 89(2): 565-71. https://dx.doi.org/10.1530/jrf.0.0890565.
  34. Gosden R.G. Restitution of fertility in sterilized mice by transferring primordial ovarian follicles. Hum. Reprod. 1990; 5(2): 117-22. https://dx.doi.org/10.1093/oxfordjournals.humrep.a137053.
  35. Carroll J., Gosden R.G. Physiology: Transplantation of frozen-thawed mouse primordial follicles. Hum. Reprod. 1993; 8(8): 1163-7. https://dx.doi.org/10.1093/oxfordjournals.humrep.a138221.
  36. Dolmans M.M., Yuan W.Y., Camboni A., Torre A., Van Langendonckt A., Martinez-Madrid B., Donnez J. Development of antral follicles after xenografting of isolated small human preantral follicles. Reprod. Biomed. Online. 2008; 16(5): 705-11. https://dx.doi.org/10.1016/S1472-6483(10)60485-3.
  37. Xiao S., Zhang J., Romero M.M., Smith K.N., Shea L.D., Woodruff T.K. In vitro follicle growth supports human oocyte meiotic maturation. Sci. Rep. 2015; 5: 17323. https://dx.doi.org/10.1038/srep17323.
  38. Soares M., Sahrari K., Chiti M.C., Amorim C.A., Ambroise J., Donnez J., Dolmans M.M. The best source of isolated stromal cells for the artificial ovary: Medulla or cortex, cryopreserved or fresh? Hum. Reprod. 2015; 30(7): 1589-98. https://dx.doi.org/10.1093/humrep/dev101.
  39. Amorim C.A. Artificial ovary. In: Donnez J., Kim S.S., eds. Principles and practice of fertility preservation. Cambridge, UK: Cambridge University Press; 2011: 448-58.
  40. Kim J., Perez A.S., Claflin J., David A., Zhou H., Shikanov A. Synthetic hydrogel supports the function and regeneration of artificial ovarian tissue in mice. NPJ Regen. Med. 2016; 1 :16010. 1 https://dx.doi.org/10.1038/npjregenmed.2016.10.
  41. Mendez U., Zhou H., Shikanov A. Synthetic PEG hydrogel for engineering the environment of ovarian follicles. Methods Mol. Biol. 2018; 1758: 115-28. https://dx.doi.org/10.1007/978-1-4939-7741-3_9.
  42. Day J.R., David A., Cichon A.L., Kulkarni T., Cascalho M., Shikanov A. Immunoisolating poly(ethylene glycol) based capsules support ovarian tissue survival to restore endocrine function. J. Biomed. Mater. Res. A. 2018; 106(5): 1381-9. https://dx.doi.org/10.1002/jbm.a.36338.
  43. Dolmans M.M., Martinez-Madrid B., Gadisseux E., Guiot Y., Yuan W.Y., Torre A. et al. Short-term transplantation of isolated human ovarian follicles and cortical tissue into nude mice. Reproduction. 2007; 134(2): 253-62. https://dx.doi.org/10.1530/REP-07-0131.
  44. Luyckx V., Dolmans M.M., Vanacker J., Legat C., Fortuno Moya C., Donnez J., Amorim C.A. A new step toward the artificial ovary: survival and proliferation of isolated murine follicles after autologous transplantation in a fibrin scaffold. Fertil. Steril. 2014; 10 (4): 1149-56. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2013.12.025.
  45. Vanacker J., Dolmans M.M., Luyckx V., Donnez J., Amorim C.A. First transplantation of isolated murine follicles in alginate. Regen. Med. 2014; 9(5): 609-19. https://dx.doi.org/10.2217/rme.14.33.
  46. Chiti M.C., Dolmans M.M., Mortiaux L., Zhuge F., Ouni E., Shahri P.A.K. et al. A novel fibrin-based artificial ovary prototype resembling human ovarian tissue in terms of architecture and rigidity. J. Assist. Reprod. Genet. 2018; 35(1): 41-8. 10. https://dx.doi.org/1007/s10815-017-1091-3.
  47. Dolmans M.M., Amorim C.A. Fertility зreservation: eonstruction and use of artificial ovaries. Reproduction. 2019; 158(5): F15-F25. https://dx.doi.org/10.1530/REP-18-0536.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах