Pęcherzyki jajnikowe są jednostkami funkcjonalnymi jajnika, odpowiedzialnymi za produkcję gamet (oocytów), a także hormonów krytycznych dla funkcji rozrodczych i ogólnego stanu zdrowia. Pęcherzyki pierwotne tworzą się w jajniku podczas rozwoju płodu lub w okresie noworodkowym, w zależności od gatunku1, i stanowią rezerwę jajnikową samicy. Wzrost pęcherzyków rozpoczyna się od aktywacji pierwotnych pęcherzyków, które opuszczają basen spoczynkowy i wchodzą w fazę wzrostu. Folikulogeneza preantralna, obejmująca wszystkie etapy pęcherzyków przed rozwojem antrum, jest wysoce dynamicznym procesem, który wymaga synchronicznych zmian morfologicznych i metabolicznych w oocycie i otaczających komórkach ziarnistych, napędzanych ścisłą komunikacją między tymi dwoma typami komórek2,3. Pęcherzyki przedantralne stanowią większość jednostek pęcherzykowych znajdujących się w jajniku w danym momencie4. Szacuje się, że rozwój przez preantralne etapy folikulogenezy jest o kilka tygodni dłuższy niż rozwój antralny5,6, a czas ten jest niezbędny, aby oocyt i komórki somatyczne osiągnęły wystarczającą dojrzałość, aby wejść w końcowy etap rozwoju (tj. etap antralny) i przygotować się do owulacji, zapłodnienia i rozwoju embrionalnego7,8,9.
Znaczna część obecnej wiedzy na temat folikulogenezy przedantralnej jajników pochodzi z modeli mysich10,11,12,13, częściowo ze względu na łatwość odzyskania dużej liczby tych pęcherzyków z mniejszego i mniej włóknistego jajnika. Chociaż doniesienia o izolacji dużej liczby pęcherzyków przedantralnych z jajników bydlęcych pochodzą sprzed około 30 lat14, pełniejsze zrozumienie procesów regulujących rozwój tych pęcherzyków we wczesnym stadium pozostało niezrealizowane, głównie z powodu braku zoptymalizowanych, wydajnych i powtarzalnych metod pobierania wystarczającej liczby żywotnych pęcherzyków przedantralnych, szczególnie we wczesnych stadiach rozwoju. Wraz z rosnącym zainteresowaniem zachowaniem rezerwy jajnikowej do wykorzystania w przyszłości w wspomaganym rozrodzie u ludzi, krowy stają się atrakcyjnym modelem ze względu na ich bardziej podobną budowę jajników15. Jednak jajnik bydlęcy jest znacznie bogatszy w kolagen w porównaniu do jajnika myszy 16, co sprawia, że izolacja mechaniczna przy użyciu metod opisanych dla myszy jest bardzo nieefektywna. Wysiłki mające na celu rozszerzenie technik zachowania płodności obejmują całkowity wzrost pęcherzyków przedantralnych in vitro do stadium antralnego, a następnie dojrzewanie in vitro (IVM) zamkniętych oocytów, zapłodnienie in vitro (IVF) oraz produkcję i transfer zarodków17. Do tej pory cały ten proces został osiągnięty tylko w myszach18. U bydła postęp w kierunku wzrostu pęcherzyków in vitro jest ograniczony do kilku raportów ze zmiennymi stadiami pęcherzyków na początku hodowli, a także zmienną długością hodowli między protokołami17,19.
Metody opisane w literaturze dotyczące pobierania pęcherzyków preantralnych z jajnika bydlęcego głównie wykorzystywały techniki mechaniczne i enzymatyczne, izolowane lub w kombinacji2,14,17,20. W pierwszym raporcie na temat protokołu izolacji pęcherzyków przedantralnych bydła wykorzystano homogenizator tkankowy i filtrację seryjną do przetwarzania całych jajników20. Po tym badaniu pojawiły się doniesienia łączące procedury mechaniczne i enzymatyczne, które wykorzystywały kolagenazę14. Powtarzającym się tematem podczas stosowania kolagenazy do trawienia tkanki jajnika jest potencjalne ryzyko uszkodzenia błony podstawnej pęcherzyka, co może zagrozić żywotności pęcherzyków14,21,22,23. W związku z tym zastosowano różne kombinacje metod mechanicznych, takie jak użycie rozdrabniacza tkanek i wielokrotnego pipetowania lub rozdrabniacza tkanek w połączeniu z homogenizacją20,24,25,26. Inna opisana technika mechaniczna wykorzystuje igły do wycinania pęcherzyków przedantralnych bezpośrednio z tkanki jajnika, co jest szczególnie przydatne do izolowania większych (>200 μm) pęcherzyków wtórnych. Jednak proces ten jest czasochłonny, nieefektywny w izolowaniu mniejszych pęcherzyków przedantralnych i zależy od zestawu umiejętności, gdy próbuje się go przeprowadzić w jajnikach bydła19,27,28.
Korzystając z różnych technik opisanych w literaturze, protokół ten miał na celu optymalizację izolacji pęcherzyków preantralnych z pojedynczych jajników bydlęcych w prosty, spójny i efektywny sposób, który pozwala uniknąć inkubacji w roztworach enzymatycznych. Udoskonalenie metod izolacji pęcherzyków preantralnych będzie okazją do lepszego zrozumienia tego etapu folikulogenezy i umożliwi opracowanie skutecznych systemów hodowli w celu rozwoju pęcherzyków preantralnych do stadium antralnego. Opisane w niniejszym dokumencie szczegółowe procedury izolacji pęcherzyków przedantralnych od dużego ssaka, takiego jak bydło, będą miały kluczowe znaczenie dla naukowców dążących do zbadania wczesnej folikulogenezy u gatunku niemysiego, który można przetłumaczyć na ludzi.