Eierstockfollikel sind die funktionellen Einheiten des Eierstocks, die für die Produktion der Gameten (Eizellen) sowie von Hormonen verantwortlich sind, die für die Fortpflanzungsfunktion und die allgemeine Gesundheit entscheidend sind. Primordiale Follikel bilden sich im Eierstock während der fetalen Entwicklung oder in der Neugeborenenperiode, abhängig von der Art1, und sie bilden die ovarielle Reserve einer Frau. Das follikuläre Wachstum beginnt mit der Aktivierung von primordialen Follikeln, die das Ruhebecken verlassen und in die Wachstumsphase eintreten. Die präantrale Follikulogenese, die alle Follikelstadien vor der Entwicklung des Antrums umfasst, ist ein hochdynamischer Prozess, der synchrone morphologische und metabolische Veränderungen in der Eizelle und den umgebenden Granulosazellen erfordert, die durch eine enge Kommunikation zwischen diesen beiden Zelltypen angetriebenwerden 2,3. Präantralfollikel bilden die Mehrheit der follikulären Einheiten, die zu einem bestimmten Zeitpunkt im Eierstock gefunden werden4. Es wird geschätzt, dass die Entwicklung durch die präantralen Stadien der Follikulogenese mehrere Wochen länger dauert als die antrale Entwicklung 5,6, und diese Zeit ist notwendig, damit die Eizellen und die Körperzellen eine ausreichende Reife erlangen, um in das Endstadium der Entwicklung (d.h. das Antralstadium) einzutreten und sich auf Eisprung, Befruchtung und Embryonalentwicklung vorzubereiten 7,8,9.
Ein Großteil des aktuellen Wissens über die präantrale Follikulogenese der Eierstöcke stammt aus Mausmodellen10,11,12,13, was zum Teil auf die Leichtigkeit zurückzuführen ist, eine große Anzahl dieser Follikel aus einem kleineren und weniger faserigen Eierstock zu gewinnen. Obwohl Berichte über die Isolierung einer großen Anzahl präantraler Follikel aus Rinderovarien etwa 30 Jahre zurückreichen14, ist ein vollständigeres Verständnis der Prozesse, die die Entwicklung dieser Follikel im Frühstadium regulieren, unrealisiert geblieben, hauptsächlich aufgrund des Mangels an optimierten, effizienten und wiederholbaren Methoden, um eine ausreichende Anzahl lebensfähiger präantraler Follikel zu gewinnen, insbesondere in frühen Entwicklungsstadien. Mit dem zunehmenden Interesse, die Eierstockreserve für die zukünftige Verwendung in der assistierten Reproduktion beim Menschen zu erhalten, werden Kühe aufgrund ihrer ähnlicheren Eierstockstruktur zu einem attraktiven Modell15. Der Rinderstock ist jedoch deutlich kollagenreicher als der Eierstock der Maus16, was die mechanische Isolierung mit den für die Maus beschriebenen Methoden sehr ineffizient macht. Die Bemühungen zur Erweiterung der Techniken zur Erhaltung der Fruchtbarkeit umfassen das vollständige In-vitro-Wachstum der präantralen Follikel in das Antralstadium, gefolgt von der In-vitro-Reifung (IVM) der eingeschlossenen Eizellen, der In-vitro-Fertilisation (IVF) sowie der Embryonenproduktion und -übertragung17. Bisher wurde dieser gesamte Prozess nur bei Mäusen18 erreicht. Bei Rindern beschränkt sich der Fortschritt in Richtung Follikelwachstum in vitro auf wenige Berichte mit variablen Follikelstadien zu Beginn der Kultur sowie variabler Kulturlänge zwischen den Protokollen17,19.
Die in der Literatur beschriebenen Methoden zur Gewinnung präantraler Follikel aus dem Rindereierstock haben meist mechanische und enzymatische Techniken verwendet, entweder isoliert oder in Kombination 2,14,17,20. Der erste Bericht über ein Protokoll zur präantralen Follikelisolierung von Rindern verwendete einen Gewebehomogenisator und eine serielle Filtration, um ganze Eierstöcke zu verarbeiten20. Dieser Studie folgten Berichte, die mechanische und enzymatische Verfahren kombinierten, die Kollagenase14 verwendeten. Ein wiederkehrendes Thema bei der Verwendung von Kollagenase zur Verdauung des Eierstockgewebes ist das potenzielle Risiko einer Schädigung der follikulären Basalmembran, die die Lebensfähigkeit der Follikel beeinträchtigen kann 14,21,22,23. Daher wurden verschiedene Kombinationen von mechanischen Methoden verwendet, wie die Verwendung eines Gewebehackers und wiederholtes Pipettieren oder eines Gewebehackers in Kombination mit Homogenisierung20,24,25,26. Eine andere mechanische Technik, die beschrieben wurde, verwendet Nadeln, um präantrale Follikel direkt aus dem Eierstockgewebe zu sezieren, was besonders nützlich ist, um größere (>200 μm) sekundäre Follikel zu isolieren. Dieser Prozess ist jedoch zeitaufwendig, ineffizient für die Isolierung kleinerer präantraler Follikel und abhängig von Fähigkeiten, wenn er in Rinderovarien versuchtwird 19,27,28.
Unter Ausnutzung der verschiedenen in der Literatur beschriebenen Techniken zielte dieses Protokoll darauf ab, die Isolierung präantraler Follikel aus einzelnen Rinderovarien auf einfache, konsistente und effiziente Weise zu optimieren, die eine Inkubation in enzymatischen Lösungen vermeidet. Die Verbesserung der Methoden zur Isolierung präantraler Follikel bietet die Möglichkeit, das Verständnis dieses Stadiums der Follikulogenese zu verbessern und die Entwicklung effektiver Kultursysteme zur Entwicklung präantraler Follikel bis zum Antralstadium zu ermöglichen. Die hier beschriebenen detaillierten Verfahren zur Isolierung präantraler Follikel von einem großen Säugetier wie der Rinderart werden für Forscher, die die frühe Follikulogenese bei einer nicht-murinen Art untersuchen wollen, die auf den Menschen übertragbar ist, von entscheidender Bedeutung sein.