Επιστ. Συνεργάτης, Α΄Μαιευτική-Γυναικολογική Κλινική Πανεπιστημίου Αθηνών, Νοσοκομείο Αλεξάνδρα ΕΡΑΣΜΙΑ ΚΙΑΠΕΚΟΥ ΕΝΔΟΚΡΙΝΟΛΟΓΟΣ ΩΟΘΥΛΑΚΙΟΓΕΝΕΣΗ

Ωοθυλακιογένεση Περιλαμβάνει τρία στάδια Στρατολόγηση : έναρξη της ωρίμασης αρχέγονων ωοθυλακίων Βασική ωοθυλακική ανάπτυξη (αύξηση) Επιλογή και Ωρίμαση του επικρατούντος ωοθυλακίου

Η ωοθυλακική ωρίμαση φαίνεται ότι ρυθμίζεται Από τις γοναδοτροπίνες. Οι γοναδοτροπίνες, δεν είναι όμως ικανές από μόνες τους να αρχίσουν και να ολοκληρώσουν τη διαδικασία της ωρίμασης (Halpin et al., 1986; Ataya et al., 1989). Ορμόνες όπως οι GH, IGF-1, PRL, TSH επηρεάζουν την ανάπτυξη και ωρίμαση των ωαρίων (Howe E et al., 1978, Liu X et al., 1998, Zhao J et al., 2001, Kiapekou et al., 2005a, Kuzmina et al.,1996), τη γονιμοποίηση και την πρώιμη εμβρυϊκή ανάπτυξη (Yoshimura et al., 1991, Kiapekou et al., 2005).

 Η ωρίμανση του ωοκυττάρου περιλαμβάνει την πυρηνική και την κυτταροπλασματική ωρίμανση  Η πυρηνική ωρίμανση ωρίμανση χαρακτηρίζεται από την επανέναρξη της μείωσης και την πρόοδο στη μετάφαση ΙΙ  Η κυτταροπλασματική ωρίμανση χαρακτηρίζεται από την ενεργοποίηση του ωαρίου, το σχηματισμό του προπυρήνα και την πρώιμη εμβρυϊκή ανάπτυξη

MPF Μη ειδικός παράγοντας (maturation promoting factor, MPF) Ο MPF είναι ένα σύμπλεγμα κυκλίνης-κινάσης και ενεργοποιεί τη μετάβαση του κυττάρου από τη φάση G2 στη φάση Μ και ρυθμίζεται από την κυκλίνη Β. Αναστολή της πρωτεινικής σύνθεσης οδηγεί σε αποτυχία ενεργοποίησης του MPF

Genes that Control Ovulation Fig. 2 Specific genes expressed in ovulatory follicles

ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΙΔΡΟΥΝ ΣΤΗΝ ΩΟΘΥΛΑΚΙΟΓΕΝΕΣΗ FIGL α (Factor in germ cell line) Γονίδιο μεταγραφικών παραγόντων Εκφράζεται στην εμβρυϊκή περίοδο από το ωογόνιο Επάγει την έκφραση γονιδίων εμπλεκόμενων στην ανάπτυξη του αρχέγονου ωοθυλακίου

Γονίδια NOBOX (New Born Ovary Homeobox) Μεταγραφικοί παράγοντες που συντίθενται από τα πρωτογενή ωοθυλάκια Επάγουν την έκφραση : kit-L, GDF-9, Bmp15

Σύστημα Kit-R / Kit-L (stem cell factor, steel factor) Ο C-kit είναι διαμεμβρανικός υποδοχέας με δράση τυροσινικής κινάσης (Besmer et al. 1986, Yarden et al. 1987). Εκφράζεται στα ωοκύτταρα των αρχέγονων ωοθυλακίων σε νεογέννητους επίμυες (Manova et al. 1993) και σε έμβρυα αμνών (Clark et al. 1996), O συνδέτης του kit ligand (KL) ή stem cell factor παράγεται στα κοκκώδη κύτταρα των ωοθυλακίων στον επίμυ και τον άνθρωπο (Tanikawa et al. 1998, Joyce et al. 1999).

Σύστημα Kit-R / Kit-L (stem cell factor, steel factor) Ωάρια επίμυων με απώλεια του c-kit-stem cell factor συστήματος αδυνατούν να αναπτυχθούν περαιτέρω του σταδίου του αρχέγονου ωοθυλακίου (Kuroda et al. 1988). Σε καλλιέργειες in vitro ο KL σε δόσεις ng/ml προάγει την ωρίμαση ωαρίων επίμυων ηλικίας 8 ημερών (Packer et al. 1994). Έχει δειχθεί η θετική δράση του KL στο σχηματισμό του άντρου σε καλλιέργειες ωοθυλακίων επίμυων πριν το σχηματισμό του άντρου (preantral follicles) (Reynaud et al. 2000).

FOX O3 (fork-head box O3) – FOXL2 Μεταγραφικός παράγοντας που καταστέλλει την εξέλιξη των αρχέγονων ωοθυλακίων Αναστέλλεται η έκφρασή του από το σύστημα kit-R / kit-ligand Επαγωγή έκφρασης αναστολέων κινασών Σε knock-out μοντέλα παρατηρείται ταχύτατη ανάπτυξη ωοθυλακίων και εξάντληση των αρχέγονων Μεταλλάξεις συμμετέχουν στο σύνδρομο της βλεφαροφίμωσης Ι, ΙΙ (ΠΩΑ) FOXL2 : επάγει τη μετατροπή των προκκοκωδών κυττάρων σε κυβοειδή

Connexins 37 (Συνδετίνες-37) Εκφράζονται από το στάδιο του αρχέγονου ωοθυλακίου Εξασφαλίζουν τις κυτταρικές συνδέσεις μεταξύ των προκοκκωδών κυττάρων και του ωοκυτάρου Σε knock-out μοντέλα παρατηρείται αναστολή της εξέλιξης των αρχέγονων ωοθυλακίων σε πρωτογενή

Growth differentiation factor-9, GDF-9 O αυξητικός παράγοντας διαφοροποίησης-9 (growth differentiation factor-9, GDF-9) ανήκει στην οικογένεια TGFβ (μετατρεπτικός αυξητικός παράγοντας, transforming growth factor β) Εκφράζεται στα ωάρια επίμυων, βοοειδών, αμνών, αρουραίων και ανθρώπων (Laitinen et al. 1998, McGrath et al. 1995, Bodensteiner et al. 1999, Aaltonen et al. 1999). Η σύνθεση του mRNA του GDF-9 αρχίζει σε ωάρια πρωτογενών ωοθυλακίων και συνεχίζεται σε όλη τη διάρκεια της ωοθυλακικής ανάπτυξης.

Growth differentiation factor-9, GDF-9 Μελέτες που έγιναν σε επίμυες με απώλεια του γονιδίου του GDF-9 (GDF-9 null mice) έδειξαν ότι η ωοθυλακική ανάπτυξη σταματά στο στάδιο του πρωτογενούς ωοθυλακίου (Dong et al. 1996). Ο GDF-9 έχει αντίστοιχες δράσεις στην ωοθυλακική ανάπτυξη σε αρουραίους in vivo (Vitt et al. 2000). Ο GDF-9 διεγείρει την ωρίμαση των ωοθυλακίων σε αρουραίους αλλά και στον άνθρωπο in vitro (Hreinsson et al. 2002).

Growth differentiation factor-9, GDF-9 Διαφοροποίηση/πολλαπλασιασμό (IGF-1) των κοκκωδών κυττάρων Καταστολή της έκφρασης του γονιδίου της LH Επάγει το γονίδιο της συνθετάσης του υαλουρονικού/πρωτεογλυκανών Επάγει το γονίδιο της συνθετάσης των προσταγλανδινών

BMPs (Bone Morphogenic Proteins) Ανήκει στην υπερομάδα TGFβ Εκφράζονται σε όλα τα συστήματα (διαφοροποίηση) BMP 4, 15, 7 Ο BMP 4 παράγεται από τα κύτταρα του μεσοδέρματος του εμβρύου Συμμετέχει στη μετακίνηση των γεννητικών κυττάρων στην αρχέγονη γονάδα Στη διαμόρφωση του αρχέγονου ωοθυλακίου Επάγει παράγοντες ενδοκυττάριας μεταφοράς μηνυμάτων (Sox, Smad)

Το σύστημα των παρόμοιων με την ινσουλίνη αυξητικών παραγόντων Το σύστημα των παρόμοιων με την ινσουλίνη αυξητικών παραγόντων (insulin like growth factors, IGFs) αποτελείται από Τους IGF-I και ΙΙ, Τύπου Ι (IGF-I-R) και τύπου ΙΙ (IGF-II-R) υποδοχείς και από μία ομάδα συνδετικών πρωτεϊνών (IGFBPs) οι οποίες και ρυθμίζουν τις δράσεις των IGFs (Giudice 1992). Ύπαρξη του υποδοχέα του IGF-I σε ωοθυλάκια από το στάδιο του αρχέγονου έως και το γραφιανό (Zhou and Bondy 1993).

Το σύστημα των παρόμοιων με την ινσουλίνη αυξητικών παραγόντων Ο IGF-I μόνος του αλλά και σε συνέργεια με την FSH Διεγείρει τον πολλαπλασιασμό των κοκκωδών κυττάρων ανώριμων και ώριμων ωοθυλακίων (Angervo et al. 1991, Di Blasio et al. 1994, Hreinsson et al. 2002, Olsson et al. 1990, Yong et al. 1992), Την δραστηριότητα του mRNA της αρωματάσης (Bergh et al. 1991, Christman et al. 1991, Erickson et al. 1989, Mason et al. 1993), Την παραγωγή προγεστερόνης όταν τα κοκκώδη κύτταρα καλλιεργούνται παρουσία βόειου ορού, ανεξάρτητα από την ωριμότητα των κοκκωδών κυττάρων (Bergh et al. 1991). Ο IGF-II διεγείρει την παραγωγή Ε2 και προγεστερόνης (Kubota et al. 1993).

Η αυξητική ορμόνη Η αυξητική ορμόνη (growth hormone, GH) αυξάνει τις δράσεις των γοναδοτροπινών στο επίπεδο της ωοθήκης και έχει χαρακτηριστεί ως συν-γοναδοτροπίνη (Katz et al. 1993). Η GH και η εκλυτική ορμόνη της GH (GHRH) βελτιώνουν τις επιδράσεις των γοναδοτροπινών σε ασθενείς που υποβάλλονται σε εξωσωματική γονιμοποίηση (Owen et al. 1991, Ibrahim et al. 1991, Duffy et al. 1995). Αυτόματες εγκυμοσύνες σε γυναίκες με το σύνδρομο Laron που χαρακτηρίζεται από αντίσταση των περιφερικών ιστών στην GH δείχνει ότι η κυκλοφορούσα GH και/ή ο IGF-I συμμετέχουν στη διαδικασία της ωοθυλακιογένεσης, δεν είναι όμως η συμμετοχή τους αυτή απαραίτητη (Menashe et al. 1991, Dor et al. 1992).

EGF - TGFα Είναι πολυπεπτίδια με δομικές αναλογίες Συνδέονται με κοινό υποδοχέα (EGF-R). Έχουν εντοπιστεί με ανοσοϊστοχημικές μεθόδους σε ωάρια που περιέχονται σε πρωτογενή ωοθυλάκια, στα κοκκώδη κύτταρα ωοθυλακίων διαφόρων σταδίων ωρίμασης. Ο EGF έχει σημαντικό ρόλο στη διάχυση των κοκκωδών κυττάρων (cumulus expansion) καθώς και στην επανέναρξη της μείωσης (germinal vesicle break down-GVBD). Θετική επίδραση της προσθήκης EGF στην πρόκληση ωοθυλακιορρηξίας σε καλλιέργειες COCs. Θετική επίδραση του EGF στην επανέναρξη της μείωσης ωαρίων επίμυων (Smitz et al. 1998b).

bFGF Ο βασικός ινοβλαστικός αυξητικός παράγοντας (basic fibroblast growth factor, bFGF) είναι πεπτίδιο Έχει απομονωθεί από πολλούς ιστούς. Διεγείρει τη μίτωση των κοκκωδών κυττάρων σε πολλά είδη και στον άνθρωπο (Gospodarowicz and Bialecki 1979), Αναστέλλει τη διαφοροποίηση των κοκκωδών κυττάρων (Adashi et al. 1988, Baird et al. 1986, McAllister et al. 1994) Αναστέλλει τη στεροϊδογένεση των κυττάρων θήκης (McAllister et al. 1994), Είναι ισχυρός αγγειογενετικός παράγοντας (Koos R.D. 1993).

ΑΜΗ Ανήκει στην υπερομάδα των TGFs Στο άρρεν έμβρυο υποστρέφει τις καταβολές των πόρων του Muller Παράγεται από τα κοκκώδη κύτταρα του ωοθυλακίων πριν το σχηματισμό του άντρου (εφεδρεία ωοθηκών) Ο ΑΜΗ-R εκφράζεται από το στάδιο του αρχέγονου Αναστέλλει την ωοθυλακιογένεση Στο ΣΠΩ αύξηση επιπέδων ΑΜΗ  συσσώρευση ωοθυλακίων με άντρο

Ινχιμπίνες, ακτιβίνες Πεπτιδία που παράγονται από τα κοκκώδη κύτταρα της ωοθήκης με τη συμμετοχή της FSH. Ανήκουν στην υπερομάδα των TGF-β Η παραγωγή τους δεν περιορίζεται στην ωοθήκη (επινεφρίδια, υπόφυση, ήπαρ, εγκέφαλος, οστά, πλακούντας).

Ινχιμπίνες (ανασταλτίνες) Γλυκοπρωτεΐνες με 2 υπομονάδες α και β που ενώνονται με δισουλφιδικούς δεσμούς. Η α υπομονάδα είναι κοινή Η β υπομονάδα διαφέρει (β Α και β Β. ) Ινχιμπίνη Α (αβ Α ) και ινχιμπίνη Β (αβ Β ). Και οι τρεις υπομονάδες έχουν εντοπιστεί σε ωοθυλάκια με πρώιμο άντρο (κοκκώδη κύτταρα, ωχρινοποιημένα κοκκώδη) Αυξάνει η έκφρασή τους από τις γοναδοτροπίνες και παράγοντες που αυξάνουν το cAMP (Aloi et al. 1995). Η κύρια δράση της ινχιμπίνης είναι η αναστολή της έκκρισης της FSH από την υπόφυση.

Αυτοκρινική δράση:  ευαισθησίας/αριθμού FSH-Rs  δραστηριότητας της αρωματάσης Αυξημένη αρωματοποίηση Ανδροστενδιόνης σε Ε2 Πολλαπλασιασμό κοκκωδών κυττάρων Παρακρινική δράση : Κύτταρα θήκης (  ευαισθησίας LH-R)

Η ινχιμπίνη Β εκκρίνεται στην πρώιμη ωοθυλακική φάση, Σχετίζεται με το αρνητικό feedback που αναστέλλει την FSH της υπόφυσης Τα επίπεδά της μειώνονται στο μέσο της ωοθυλακικής φάσης Δεν προσδιορίζεται μετά το κύμα της LH (Groome et al. 1996). Η ινχιμπίνη Α είναι χαμηλή κατά το πρώτο μισό της ωοθυλακικής φάσης Αυξάνει προοδευτικά στο μέσο της ωοθυλακικής φάσης, Μέγιστη τιμή κατά την ωχρινική φάση (Roberts et al. 1993)

Η ακτιβίνη αποτελείται από δύο β υπομονάδες Υπάρχουν τρεις ισομορφές : ακτιβίνη Α (β Α β Α ), ακτιβίνη Β (β Β β Β ), ακτιβίνη ΑΒ (β Α β Β ). Στην υπόφυση η ακτιβίνη διεγείρει την ελευθέρωση της FSH Στην ωοθήκη αυξάνει την έκφραση του FSH-R και επιταχύνει την ωοθυλακιογένεση. Δεν έχει ενδοκρινικό ρόλο Δρα αυτοκρινικά/παρακρινικά και προάγει την ωρίμαση των ωοθυλακίων.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Το φαινόμενο της ωοθυλακιογένεσης είναι εξαιρετικά πολύπλοκο Οι παράγοντες που συμμετέχουν είναι εξαιρετικά πολλοί Οι έλλειψη γοναδοτροπινών δεν αναστέλλει την ωρίμαση έως το στάδιο του πρώιμου άντρου Διαταραχές γονιδίων που εκφράζονται στα πρώιμα στάδια της διαδικασίας οδηγούν σε υπογονιμότητα και ΠΩΑ

FSH,LH,GHIGF-1,GDF-9,BMFs. pb ΕΠΙΠΕΔΟΩΑΡΙΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ INΩΡΙΜΑΣΗ