Le cortex ovarien représente la couche externe de l’ovaire où se produit le développement du follicule1. Les follicules primordiaux, initialement arrêtés en développement, seront activés pour devenir des follicules primaires, secondaires, puis antraux ou tertiaires à partir des apports de paracrine et de gonadotrophine1,2,3,4. Pour mieux comprendre les processus physiologiques au sein de l’ovaire, la culture tissulaire peut être utilisée comme modèle in vitro, permettant ainsi à un environnement contrôlé de mener des expériences. De nombreuses études ont utilisé la culture de tissu ovarien pour la recherche sur la technologie de procréation assistée, la préservation de la fertilité et le cancer de l’ovaire5,6,7. La culture de tissu ovarien a également servi de modèle pour étudier les toxines reproductrices qui nuisent à la santé ovarienne et à l’étiologie des troubles de la reproduction tels que le syndrome des ovaires polykystiques (SOPK)8,9,10,11. Ainsi, ce système de culture est applicable à un large éventail de spécialités.
Chez les rongeurs, des gonades fœtales ou périnatales entières ont été utilisées dans des expériences de biologie de la reproduction12,13,14,15. Cependant, les gonades provenant d’un gros bétail domestique ne peuvent pas être cultivées en tant qu’organes entiers en raison de leur grande taille et de leur dégénérescence potentielle. Par conséquent, le cortex ovarien des primates bovins et non humains est coupé en plus petits morceaux16,17,18. De nombreuses études ont cultivé de petits morceaux de cortex ovarien pour étudier divers facteurs de croissance dans l’initiation du follicule primordial chez le bétail domestique et les primates non humains1,17,18,19. L’utilisation de la culture du cortex ovarien a également démontré l’initiation du follicule primordial en l’absence de sérum pour les morceaux corticaux bovins et primates cultivés pendant 7 jours20. Yang et Fortune en 2006 ont traité le milieu de culture du cortex ovarien fœtal avec une gamme de doses de testostérone sur 10 jours et ont observé que la concentration de 10à 7 M de testostérone augmentait le recrutement des follicules, la survie et augmentait la progression des follicules à un stade précoce19. En 2007, en utilisant des cultures de cortex ovarien de fœtus bovins (5-8 mois de gestation), Yang et Fortune ont rapporté un rôle pour le facteur de croissance de l’endothélium vasculaire A (VEGFA) dans la transition du follicule primaire au secondaire21. En outre, notre laboratoire a utilisé des cultures de cortex ovarien pour démontrer comment les isoformes VEGFA (angiogéniques, antiangiogéniques et une combinaison) peuvent réguler différentes voies de transduction du signal à travers le récepteur du domaine kinase (KDR), qui est le principal récepteur de transduction du signal que VEGFA lie16. Cette information a permis de mieux comprendre comment différentes isoformes de VEGFA affectent les voies de signalisation pour provoquer la progression ou l’arrêt des follicules. Pris ensemble, la culture de morceaux de cortex ovarien in vitro avec différents stéroïdes ou facteurs de croissance peut être un test précieux pour déterminer les effets sur les mécanismes régulant la folliculogenèse. De même, les animaux qui sont développés sur différents régimes nutritionnels peuvent avoir modifié les microenvironnements ovariens, ce qui peut favoriser ou inhiber la folliculogenèse affectant la maturité reproductive féminine. Ainsi, notre objectif dans le présent manuscrit est de rapporter la technique de culture du cortex bovin et de déterminer s’il existe des différences dans les microenvironnements ovariens après la culture in vitro du cortex bovin à partir de génisses nourries avec des régimes Control ou Stair-Step collectés à l’âge de 13 mois comme décrit précédemment16.
Par conséquent, notre prochaine étape a été de déterminer le microenvironnement ovarien chez ces génisses qui ont été développées avec différents régimes nutritionnels. Nous avons évalué le cortex ovarien de génisses nourries avec un régime Stair-Step ou Control. Les génisses témoins se sont vu offrir un régime d’entretien de 97,9 g/kg0,75 pendant 84 jours. Le régime Stair-Step a été initié à 8 mois contenant un régime alimentaire restreint de 67,4 g / kg0,75 pendant 84 jours. Après les 84 premiers jours, alors que les génisses témoins continuaient de recevoir 97,9 g/kg0,75, les génisses de bœuf Stair-Step se sont vu offrir 118,9 g/kg0,75 pendant 68 autres jours, après quoi elles ont été ovariectomisées à l’âge de 13 mois16 ans pour étudier les changements dans les stades folliculaires et la morphologie avant et après la culture. Nous avons également testé les différences dans les stéroïdes, les métabolites stéroïdiens, les chimiokines et les cytokines sécrétées dans le cortex. Les stéroïdes et autres métabolites ont été mesurés pour déterminer s’il y avait des effets directs des traitements menés in vivo et / ou in vitro sur la viabilité et la productivité des tissus. Les changements dans le microenvironnement ovarien avant et après la culture ont fourni un aperçu du milieu endocrinien et de la folliculogenèse avant la culture et de la façon dont la culture ou le traitement pendant la culture affecte la progression ou l’arrêt du follicule.
Les ovaires ont été prélevés après que des ovariectomies ont été effectuées au U.S. Meat Animal Research Center (USMARC) selon leurs procédures IACUC auprès de génisses Control et Stair-Step à l’âge de13 mois 16ans, nettoyées avec des lavages de solution saline tampon phosphate stérile (PBS) avec 0,1% d’antibiotique pour éliminer le sang et d’autres contaminants, coupé l’excès de tissu et transporté au laboratoire de physiologie de la reproduction DE l’Université du Nebraska-Lincoln (UNL) UNL à 37 ° C23 . À l’UNL, les morceaux de cortex ovarien ont été coupés en petits morceaux carrés (~0,5-1 mm3; Figure 1) et cultivé pendant 7 jours (Figure 2). L’histologie a été réalisée sur les lames de culture du cortex avant et après la culture afin de déterminer les stades16et24 des follicules(figure 3 et figure 4)et les protéines de la matrice extracellulaire pouvant indiquer une fibrose (Picro-Sirus Red, PSR; Figure 5). Cela a permis de déterminer l’effet des régimes nutritionnels in vivo sur les stades folliculaires et de comparer 7 jours de cortex ovarien sur les stades folliculaires et la progression des follicules. Tout au long de la culture, le milieu a été recueilli et modifié quotidiennement (environ 70 % des milieux ont été recueillis chaque jour; 250 μL/puits) afin que les hormones/cytokines/chimiokines quotidiennes puissent être évaluées ou regroupées sur des jours pour obtenir des concentrations moyennes. Les stéroïdes tels que l’androstènedione (A4) et l’œstrogène (E2) peuvent être regroupés sur 3 jours et évalués par dosage radioimmunologique (RIA; Graphique 6) et regroupés sur 4 jours par animal et analysés par chromatographie liquide à haute performance-spectrométrie de masse (HPLC-MS)24,25 ( tableau1). Des réseaux de cytokines ont été utilisés pour évaluer les concentrations de cytokines et de chimiokines dans le milieu de culture du cortex ovarien26 (tableau 2). Des plaques de dosage de la réaction en chaîne par polymérase en temps réel (RT-PCR) ont été menées pour déterminer l’expression des gènes pour des voies de transduction de signal spécifiques, comme démontré précédemment16. Tous les marqueurs stéroïdes, cytokines, follicules et histologiques fournissent un instantané du microenvironnement ovarien et des indices quant à la capacité de ce microenvironnement à favoriser la folliculogenèse « normale » ou « anormale ».