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) Ovaryumlar dışta foliküllerin yer aldığı korteks ile içte kan damarlarından zengin gevşek bağ dokusundan oluşan medulladan meydana gelir.

FOLİKULOGENEZİS Fetal hayatta foliküler gelişim Foliküler gelişim dinamikleri Erken foliküler gelişim ( Initial recruitment) 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. Oositlerin büyümesi direkt ilişkili oldukları granülosa hücrelerinin kontrolündedir. Gr hcleri ile oosit arasındaki gap junction oosit sitoplazmasına aa, nükleotid ve metabolitlerin geçişini sağlar.

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

Gougeon A. End Rev.1996 Overde gelişen foliküllerin 8 klastaki büyüme dinamikleri Gougeon A. End Rev.1996

FOLLICLE MOUNTAIN preovulatuar antral FSH erken antral sekonder primer FSH/LH, GH,IGF1, EGF,IL1, NO preovulatuar EXPONENTIAL FAZ -Gonadotropin dependent antral FSH erken antral FSH,GDF-9 sekonder Aktivin, TONİK FAZ -Gonadotropin -unresponsive primer cGMP ? primordial FOLLICLE MOUNTAIN

Gougeon A. End Rev.1996

EXPONENTIAL FAZ -Gonadotropin bağımlı 5 mm Recruitment- Class 5 Selection- Class 6 Dominans- Class 7 (Erken preovulatuar-16 mm) Class 8 (Preovulatuar folikül-20 mm) 6-10 mm Exponetial faz: toplanma- büyüme fazı Recruitment: toplanma 16-18 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 apoptosis

Bcl-2 gen aktivasyonu primordial foliküllerde apoptozisi azaltmaktadır 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.

threshold menses FSH concentration Follicle size (mm) atresia window threshold menses FSH concentration Follicle size (mm) atresia Selection dominance recruitment 10

Pre-erken antral-antral foliküler gelişim

Histolojik klasifikasyonda tüm antral folikül aşaması sekonder foliküldür. recruitable follicles Class 5

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.

-Oositte mayotik maturasyon -Ovulasyon -Luteinizasyon 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

17 Folikül gelişimi ve ovulasyon üzerinde over nöroendokrinotropik kompleks (NT, sinirler vr lokal NT) farklı komponentlerinin ileri sürülen rolü. Over nöroendokrinotropik kompleks kırmızı, maviler ise NT s dışında folikül gelişimi ve ovulasyonda etkili olan faktörlerdir.

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. Folikülogenez ve embriyogenezisin oosentrik açıdan değerlendirilmesi Growth and differentation factor GDF 9, Bone morphogenetic protein 15

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. Growth and differentation factor GDF 9, Bone morphogenetic protein 15

Oosit, mayotik ve gelişimsel yeteneğini kazanabilmesi için kendi çevresini direkt olarak manuple etmektedir. Oositin mayotik ve gelişimsel yeteneğini kazanabilmesi için kendi çevresini nasıl manuple ettiğini gösteren mekanizmalar gözden geçirilecektir.

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...