Καθηγητής Δημήτριος Λουτράδης Α Μαιευτική & Γυναικολογική Κλινική Πανεπιστημίου Αθηνών Ηλικία, κύηση και μοριακές τεχνικές επιμήκυνσης της μακροζωίας των ωοθηκών
Εισαγωγή Στις αναπτυσσόμενες χώρες, τα ζευγάρια καθυστερούν την τεκνοποίηση Λόγοι οικονομικοί, ψυχολογικοί και κοινωνικοί Επιπτώσεις δημογραφικές και υγεινομικές 43 Schmidt et al., Hum Reprod Update 2012;18:29-
Τεκνοποίηση και ηλικία στη γυναίκα Μείωση του αριθμού των ωοθυλακίων Χαμηλή ποιότητα των ωοκυττάρων Οι παράγοντες αυτοί δεν μπορούν να ελεγχθούν ή να τροποποιηθούν 65 Broekmans et al., Trends Endocrinol Metab 2007;18:58-
Τεκνοποίηση και ηλικία στον άνδρα Μειωμένα επίπεδα ανδρογόνων Έκπτωση της ποιότητας του σπέρματος Παθολογικά έμβρυα παθολογικές κυήσεις Προβλήματα σε νεογνική και παιδική ηλικία Kühnert & Nieschlag, Hum Reprod Update 2004;10:327-339 de La Rochebrochard et al., Obstet Gynecol Survey 2006;61:646-647 Sartorius & Nieschlag, Hum Reprod Update 2010;16:65-79
Η αυξημένη ηλικία της γυναίκας σχετίζεται με παράταση του χρόνου επίτευξης κύησης Olsen, Dan Med Bull 1990;37:281-282 Παράταση του χρόνου επίτευξης κύησης 12 μήνες οδηγεί σε αυξημένο κίνδυνο κατά 1.8 και 1.6 για τη μη απόκτηση 2 ου και 3 ου παιδιού αντίστοιχα Joffe et al., Hum Reprod 2009;24:1999-2006 Μέσος όρος στις Ευρωπαϊκές χώρες οι οικογένειες με δύο τέκνα βασικό εμπόδιο η υπογονιμότητα Schmidt et al., Hum Reprod Update 2012;18:29-43
Δημογραφικές συνέπειες από την καθυστέρηση τεκνοποίησης Στον ανεπτυγμένο κόσμο, υπάρχει τάση για καθυστέρηση της τεκνοποίησης, ειδικά τις 3 τελευταίες δεκαετίες Goldstein et al., Popul Dev Rev 2009;35:663-700 Η ανάπτυξη νέων τεχνικών αντισύλληψης, ειδικά από το 1960 και έπειτα, έδωσε στις γυναίκες τη δυνατότητα να προγραμματίζουν την κύηση, αναβάλλοντας την τεκνοποίηση Van de Kaa, Late fertility and its consequences. Springer, 2011, 49-60
Μέση ηλικία μητέρων στην 1 η κύηση (1950-2005) Council of Europe (2006), Human Fertility Database and Eurostat (2009)
Ποσοστό γεννήσεων γυναικών > 35 ετών Eurostat 2009
Μελέτες έχουν δείξει πως πλέον άνδρες και γυναίκες επιθυμούν να τεκνοποιήσουν μετά τα 35 έτη Ιδιαίτερα, γυναίκες υψηλού μορφωτικού και οικονομικού επιπέδου εκφράζουν την επιθυμία να γίνουν μητέρες μετά τα 35 Τα δεδομένα δείχνουν πως πλέον η επιθυμία για τεκνοποίηση εμφανίζεται σε μια ηλικία κατά την οποία αυξάνονται τα ποσοστά υπογονιμότητας Berrington, Popul Trends 2004;117:9-19 Sobotka, Eur J Popul 2009;25:387-412
Ιατρικές επιπτώσεις καθυστέρησης τεκνοποίησης Η αναβολή τεκνοποίησης σε μεγαλύτερη ηλικία συνοδεύεται από αυξημένα ποσοστά υπογονιμότητας και κυήσεων υψηλού κινδύνου Γεγονός είναι πως η γονιμότητα φθίνει από την ηλικία των 20 ετών, με την πτώση να εμφανίζεται υψηλότερη στα 30 έτη Επίσης, η προχωρημένη ηλικία του άνδρα αποτελεί ανεξάρτητο παράγοντα υπογονιμότητας Dunson et al., Hum Reprod 2002;17:1399-1403 Ford et al., Hum Reprod 2000;15:1703-1708
Ηλικία και υποβοηθούμενη αναπαραγωγή Είναι γεγονός πως το δυναμικό τεκνοποίησης στις γυναίκες μειώνεται όσο αυξάνεται η ηλικία Οι παράγοντες που συντελούν σε αυτό είναι: Η μείωση του αριθμού των ωοθυλακίων Η έκπτωση της ποιότητας των ωοκυττάρων Tatone et al., Hum Reprod Update 2008;14:131-142
Η επίδραση της ηλικίας στην επιλογή της θεραπείας και στο αποτέλεσμα μετά από IVF ή ICSI Grøndahl et al., PloS ONE 2017;12:e0172456
Ηλικία συντρόφου και αίτιο υπογονιμότητας σε συσχέτιση με την ηλικία των γυναικών Grøndahl et al., PloS ONE 2017;12:e0172456
Συμπεράσματα (3) Η στενή σχέση υπογονιμότητας και αυξημένης ηλικίας είναι γνωστή εδώ και χρόνια Menken et al., Science 1986;233:1389-94 Η εξέλιξη της εξωσωματικής γονιμοποίησης έχει οδηγήσει σε δραματική αύξηση των ποσοστών «ηλικιωμένων» μητέρων 1989: 200 κύκλοι σε γυναίκες > 40 ετών 2012: 17.000 κύκλοι σε γυναίκες > 40 ετών Medical Research International. The American Fertility Society Special Interest Group, Fertil Steril 1988;49:212-5 Medical Research International. The American Fertility Society Special Interest Group, Fertil Steril 1989;51:13-9 Centers for Disease Control and Prevention, American Society for Reproductive Medicine, 2014
Συμπεράσματα (4) Η επιτυχία ενός κύκλου εξωσωματικής γονιμοποίησης επίσης σχετίζεται με την ηλικία της γυναίκας Η μείωση της επάρκειας των ωοθηκών οδηγεί σε πτωχή απάντηση στη διέγερση, ενώ τα φαινοτυπικά φυσιολογικά βλαστομερίδια εμφανίζουν σημαντικό αριθμό ανευπλοειδιών Klipstein et al., Fertil Steril 2005;84:435-45
Σε γυναίκες άνω των 45 ετών, το ποσοστό γεννήσεων μετά από εξωσωματική είναι αισθητά μειωμένο σε σχέση με νεότερες ηλικίες Franasiak et al., Fertil Steril 2014;101:656-63 Η επιτυχία της εξωσωματικής γονιμοποίησης σε αυτές τις ηλικίες οφείλεται κυρίως σε βελτίωση στη μεθοδολογία και στα υλικά, στο άρτια καταρτισμένο προσωπικό και στη βελτίωση των εργαστηρίων Wang et al., Ther Clin Risk Manag 2006;2:355-64
Επίσης, σε γυναίκες 45 ετών και άνω, αυξάνεται και ο σχετικός κίνδυνος εμφάνισης επιπλοκών στην κύηση Υπερταση κύησης: 2.8 Σακχαρώδης Διαβήτης: 14.2 Καισαρική τομή: 4.1 Περιγεννητική θνησιμότητα: 2.4 Shoen et al., Maturitas 2009;64:109-13
Εν κατακλείδι... Φαίνεται πως όλο και περισσότερες γυναίκες θα συνεχίσουν να αναβάλλουν τη δημιουργία οικογένειας Κατά συνέπεια, θα καταφεύγουν σε τεχνικές υποβοηθούμενης αναπαραγωγής Καθώς η τεχνολογία αναπτύσσεται, η ποιότητα και η αποτελεσματικότητα των τεχνικών αυτών θα βελτιώνεται Οι τεχνικές αυτές, πέρα από την κλασική IVF, περιλαμβάνουν τη δωρεά ωαρίων και εμβρύων και την κρυοσυντήρηση ωαρίων, εμβρύων και ωοθηκικού ιστού
In vitro and in vivo gametogenesis from stem cells Generation of human oocytes
2 η Day ημέρα 0 Day 2 Day 4 Day 6
Day 8 Day 10
The Deleted in Azoospermia (DAZ) gene family encodes potential RNA binding proteins that are expressed in prenatal and postnatal germ cells of males and females. This expression pattern suggests that these genes participate in early proliferation, differentiation, and maintenance of male and female germ cells C-kit is a type III receptor tyrosine kinase and is expressed in hematopoietic stem cells and dendritic, erythroid, megakaryotic, and myeloid progenitor cells All types of established mammalian pluripotent stem cell lines, includingembryonal carcinoma cells, embryonic stem cells, and embryonic germ cells, express Oct-4, which rapidly disappears when cells differentiate. Moreover, Oct-4 is considered tobe a marker of pluripotent stem cells Stage-specific embryonic
Κεκαθαρμένα ανθρώπινα OSCs, τα οποία εισήχθησαν σε ωοθηκικό φλοιώδη ιστό ενηλίκου γυναίκας, έδωσαν γέννηση σε νέα ωάρια, τα οποία έφθασαν στο στάδιο της διπλοταινίας της μειωτικής διαίρεσης και τα οποία στρατολόγησαν επιτυχώς κοκκώδη κύτταρα, ώστε να σχηματίσουν νέα αρχέγονα ωοθυλάκια Είναι εφικτή η in vitro και in vivo γαμετογένεση από βλαστικά κύτταρα προς δημιουργία ανθρωπίνων ωαρίων?
(b) If continued proliferation of OSCs (red) and their subsequent differentiation into oocytes (blue) during postnatal life is superimposed on the production-line hypothesis, the emerging picture is consistent with a progressive increase in oocyte depth in females as they age
Τα τελευταία χρόνια έχουν προταθεί στρατηγικές, που βασίζονται στα βλαστικά κύτταρα για την αναγέννηση των ωοθηκών με τη δημιουργία ωαρίων προς αντιμετώπιση της γυναικείας υπογονιμότητας Ωστόσο, η χρησιμοποίηση in vitro εμβρυϊκών βλαστικών κυττάρων (embryonic stem cells) ή πολυδύναμων βλαστικών κυττάρων (pluripotent stem cells) για τη δημιουργία ωαρίων έχουν δείξει μικρή αποτελεσματικότητα Μία πρόσφατη αναφορά απομόνωσης και χαρακτηρισμού ενδογενών κυττάρων, που παράγουν ωοκύτταρα ή όπως αλλιώς αποκαλούνται, οογόνιων βλαστικών κυττάρων (oogonial stem cells [OSCs]) από ωοθήκες γυναίκας αναπαραγωγικής ηλικίας αποτελεί την πρώτη αναφορά ανθρώπινου θήλεος καλλιεργητικού μοντέλου, στο οποίο μία υποκατηγορία κυττάρων αρχίζει και ολοκληρώνει τη μειωτική διαίρεση
Στην εποχή της 3D εκτύπωσης...
Η υπόθεση Το εμφύτευμα Προκειμένου να δουλέψει το εμφύτευμα χρειάζονται 3 προϋποθέσεις: άωρα γεννητικά κύτταρα (ωοκύταρα), ορμονοπαραγωγά θρεπτικά κύτταρα και ένα ευέλικτο αλλά σταθερό εκμαγείο το οποίο να παρέχει τη δυνατότητα στις ανωτέρω ομάδες κυττάρων να αναπτυχθούν Για την κατασκευή του εκμαγείου, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ζελατίνη, ένα βιο-υλικό από δέρμα ζώων (βασικό συστατικό γλυκισμάτων ζελέ) Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μια μινιμαλιστική προσέγγιση: με 3D εκτύπωση κατασκεύασαν εκμαγεία διαφορετικών σχημάτων και μεγεθών, ώστε να καταλήξουν σε εκείνο που δουλεύει καλύτερα
Αποτελεί έναν πολυεπιστημονικό τομεά που βρίσκει εφαρμογές στη μηχανική, στη φυσική, στη χημεία, στη βιοχημεία, στη νανοτεχνολογία και στη βιοτεχνολογία. Έχει πρακτικές εφαρμογές στο σχεδιασμό συστημάτων στα οποία, μικροί όγκοι υγρών υφίστανται επεξεργασία, ώστε να επιτευχθεί πολυχρηστικότητα, αυτοματισμοί και απόδοση εικόνες υψηλής ευκρίνειας
Χρησιμοποιώντας αθάνατα, ανθρώπινα βλαστοκύτταρα, οι Laronda και συν. κατέληξαν πως η καλύτερη κατασκευή περιείχε διασταυρούμενες δομές Το συγκεκριμένο σχέδιο ήταν αποτελεσματικό, πιθανόν γιατί περιελάμβανε πολλά σημεία στα οποία τα κύτταρα μπορούσαν να αγκιστρωθούν, καθώς και αρκετό χώρο ώστε να μπορέσουν τα ωοκύτταρα να αναπτυχθούν
H ανάπτυξη προηγμένων τεχνικών 3D εκτύπωσης βοήθησε στη διερέυνηση της επίδρασης της γεωμετρίας των πόρων στη λειτουργία και συμπεριφορά των κυττάρων Με τη βοήθεια 3D εκτυπωτή κατασκευάστηκαν εκμαγεία από μικροπορώδη υδρογέλη με σκοπό την αναζήτηση της επίδρασης της αλλαγής γωνίας μεταξύ των εκτυπωθέντων στρωμάτων θα μπορούσε να επηρεάσει την επιβίωση των ωοθυλακίων Εκμαγεία 30 και 60 στρωμάτων παρείχαν γωνίες που περιέκλειαν τα ωοθυλάκια, ενώ εκείνα των 90 στρωμάτων επέτρεπαν τη δημιουργία μεγαλύτερου κενού χώρου, περιορίζοντας την αλληλεπίδραση ωοθυλακίου-εκμαγείου
Στα μοντέλα χρησιμοποιήθηκαν θρεπτικά κύτταρα που καλλιεργήθηκαν εντός ενός βιολογικού εκμαγείου, για να δημιουργήσουν μια κόγχη, με σκοπό να εκεί να διαφοροποίηθούν σωματικά, επιθηλιακά και γεννητικά κύτταρα από πλειοδύναμα ανθρώπινα βλαστοκύτταρα Η κατανόηση της βιολογίας της αναπαρωγικής οδού μέσω της κατασκευής οργάνων αναπαραγωγής για ασθενείς που έχουν μη λειτουργική μήτρα, ωοθήκες, τράχηλο ή κόλπο θα μπορούσε να αποτελέσει ένα σημαντικό βήμα για τις γυναίκες αυτές να τεκνοποιήσουν
Όσο μεγαλύτερη η αλληλεπίδραση ωοθυλακίου-εκμαγείου, τόσο καλύτερη και η ανάπτυξη των ωοθυλακίων Τα εκμαγεία μεταμοσχεύθηκαν σε στειρωμένους επίμυες και τότε αναπτύχθηκε αιμάτωση και αποκαταστάθηκε η ωοθηκική λειτουργία Επίσης προέκυψαν απόγονοι με φυσική σύλληψη Τα δεδομένα αυτά επιβεβαιώνουν την κατασκευή ενός πλήρως λειτουργικού in vivo ωοθηκικού μοσχέυματος, το οποίο προήλθε από 3D εκτύπωση Επίσης αποδεικνύεται πως η πορώδης αρχιτεκτονική του εκμαγείου είναι ιδιάζουσας σημασίας στην κατασκεύη τεχντητών ιστών
Τελικά, ένα ιδανικό περιβάλλον θα μπορούσε να δημιουργηθεί ώστε να υποστηρίξει την ανάπτυξη ωοκυττάρων από πλειοδύναμα βλαστοκύτταρα εντός μιας συνθετικής δομής, οδηγώντας στη δημιουργία ώριμων γαμετών Μια τεχνητή δομή που συμπεριφέρεται ως λειτουργική ωοθήκη θα μπορούσε δυνητικά να απελευθερώσει τις κατάλληλες ορμόνες, στον κατάλληλο χρόνο και στην κατάλληλη ποσότητα ώστε να υποστηρίξει την ενδοκρινή λειτουργία όσον αφορά την αναπαραγωγή αλλά και δράσεις σε άλλα όργανα-στόχους
Ευχαριστώ