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Desafios e soluções para a preservação da fertilidade feminina em mamíferos

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DOI:

10.3791/63613

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10 de dezembro de 2021

Neste artigo

Resumo

ARTIGOS DISCUTIDOS:

Ponthier, J., de la Rebière, G., Salciccia, A., Deleuze, S. Fotoablação guiada por endoscopia de cistos endometriais usando um laser de 980 nm com uma fibra de contato em éguas. Jornal de Experimentos Visualizados: JoVE. (161), e61569 (2020).

Colombo, M., Luvoni, G. C. Vitrificação de volume mínimo de oócitos felinos imaturos. Jornal de Experimentos Visualizados: JoVE. (160), e61523 (2020).

Barros, R. G., Lodde, V., Franciosi, F., Luciano, A. M. Estratégia de cultivo in vitro para oócitos de folículo antral precoce em bovinos. Jornal de Experimentos Visualizados: JoVE. (161), e61625 (2020).

Liu, T. et al. OP-IVM: Combinando maturação in vitro após coleta de oócitos com cirurgia ginecológica. Jornal de Experimentos Visualizados: JoVE. (171), e61647 (2021).

Brouillet, S. et al. Criopreservação de oócitos recuperados do tecido ovariano para otimizar a preservação da fertilidade em meninas e mulheres pré-púberes. Jornal de Experimentos Visualizados: JoVE. (164), e61777 (2020).

Winship, A. L., Sarma, U. C., Alesi, L. R., Hutt, K. J. Enumeração precisa de folículos em ovários de camundongos adultos. Jornal de Experimentos Visualizados: JoVE. (164), e61782 (2020).

Kawagoe, Y., Kawamura, K. Preservação da fertilidade em pacientes com disfunção ovariana grave. Jornal de Experimentos Visualizados: JoVE. (169), e62098 (2021).

Succu, S., Serra, E., Gadau, S., Varcasia, A., Berlinguer, F. Vitrificação de oócitos maturados in vitro coletados de ovários adultos e pré-púberes em ovelhas. Jornal de Experimentos Visualizados: JoVE. (173), e62272 (2021).

Editorial

Funções reprodutivas reduzidas ou prejudicadas – ou seja, hipofertilidade e infertilidade – costumavam ser consideradas questões que afetam a realização e o bem-estar de indivíduos ou casais que lutam para ter filhos. O estilo de vida moderno, a expectativa de vida mais longa, a gravidez adiada e a poluição ambiental contribuíram para aumentar a ocorrência de hipofertilidade e infertilidade, que atualmente é percebida como um problema de saúde pública. O desenvolvimento de tecnologias de reprodução assistida (TRA), em muitos casos associadas a procedimentos cirúrgicos minimamente invasivos, promete restaurar, pelo menos em parte, as funções reprodutivas e vem ganhando cada vez mais interesse pela conservação da fertilidade em pacientes oncológicos, mesmo em idade pediátrica. Além disso, a TARV encontrou aplicações consideráveis fora do campo biomédico. Por exemplo, a agricultura moderna evoluiu com a possibilidade de amplificar eficientemente a prole de animais selecionados por características produtivas, impactando significativamente na sustentabilidade e lucratividade do gado. Além disso, os programas de conservação da vida selvagem geralmente dependem de uma ampla gama de estratégias de reprodução assistida. Entre os exemplos mais notáveis está o projeto BioRescue, que aplica "tecnologias reprodutivas avançadas para salvar mamíferos criticamente ameaçados, como o rinoceronte branco do norte". A extinção, no entanto, ameaça muitas raças domésticas indígenas que são globalmente substituídas pela disseminação de raças cosmopolitas mais produtivas. A preservação da fertilidade, portanto, tornou-se essencial também para salvaguardar a biodiversidade dos recursos genéticos do gado, para mantê-los disponíveis para as futuras gerações de produtores e consumidores. Nessa visão, o criobanco de gametas e embriões é sugerido como uma estratégia de conservação ex situ , uma vez que possui o potencial de reviver espécies ameaçadas ou mesmo extintas ou raças domésticas. No entanto, embora a criopreservação de embriões e espermatozoides esteja bastante bem estabelecida em muitas espécies, a preservação da herança materna, composta pelo DNA mitocondrial, não é tão eficiente. A fonte limitada de gametas, a falta de células progenitoras adultas, juntamente com a complexidade biofísica dos oócitos, estão entre os principais fatores limitantes.

O objetivo desta coleção é fornecer informações sobre várias abordagens metodológicas, escolhidas entre as mais bem-sucedidas, que foram implementadas para superar alguns dos limites descritos, abrangendo diferentes espécies de mamíferos.

Tradicionalmente, a produção de embriões in vitro (IVP) faz uso de oócitos que são cultivados in vivo e extraídos do contexto ovariano como oócitos imaturos e totalmente crescidos - que então passam por maturação in vitro (IVM) - ou como oócitos maduros. A segunda abordagem é típica da reprodução medicamente assistida em humanos e requer estimulação hormonal. No entanto, apenas uma quantidade muito limitada de gametas pode ser recrutada dessa maneira e a grande maioria da reserva ovariana permanece inexplorada. Aqui, abordagens metodológicas para acessar, pelo menos em parte, os recursos inexplorados são descritas por Barros e colaboradores1, com foco em oócitos de vaca, coletados de estágios de desenvolvimento que precedem o adulto. Especificamente, os gametas coletados de pequenos folículos antrais são cultivados in vitro e podem ser usados para IVM, como nos esquemas tradicionais de PIV bovina.

Como mencionado acima, a etapa de IVM normalmente não é aplicada em humanos, devido a uma menor eficiência do processo em comparação com outras espécies. No entanto, quando uma estimulação hormonal não pode ser agendada antes da quimioterapia, radioterapia ou cirurgia, por exemplo, em pacientes em idade pré-púbere, ou quando a intervenção deve ser imediata, ou há uma suscetibilidade conhecida à estimulação ovariana, a MIV constitui uma opção de preservação da fertilidade. Nesse cenário, Liu e colegas2 sugerem uma abordagem cirúrgica e biotecnológica combinada para pacientes submetidas a cirurgia ginecológica benigna, em que os oócitos para MIV são recuperados contextualmente com a operação ginecológica (OP-MIV). A preservação da fertilidade da paciente é completada pela criopreservação ou fertilização de oócitos.

Na verdade, sempre que um parceiro está disponível, a criopreservação de embriões é preferida devido à maior padronização e sucesso em comparação com o congelamento do oócito. O oócito é de fato uma célula grande, com uma relação superfície/volume desfavorecida, um importante conteúdo lipídico e envolto por uma prateleira de proteínas, todas as características que tornam essa célula pouco passível de permeação crioprotetora e até mesmo taxas de diminuição de temperatura durante o congelamento e congelamento ultrarrápido. No entanto, os esquemas de preservação da fertilidade, tanto em pacientes humanos quanto em espécimes de animais, se beneficiariam muito com essa abordagem. Nessa visão, são apresentados dois protocolos que promovem o congelamento ultrarrápido de oócitos, também conhecido como vitrificação, em oócitos felinos e ovinos 3,4. Enquanto Succu e colegas destacam a importância das condições de cultura pós-aquecimento e do tempo para a restauração do potencial de desenvolvimento de oócitos em doadores juvenis4 que podem ter implicações também em pacientes humanos pré-púberes, Colombo e Luvoni concentram sua atenção no desenvolvimento de protocolos amigáveis ao campo, principalmente com o objetivo de salvaguardar a biodiversidade da vida selvagem3.

Uma opção alternativa ao congelamento de oócitos é a criopreservação de fragmentos ovarianos. Esses fragmentos podem eventualmente ser previamente depletados de oócitos maiores para serem destinados a outros procedimentos, conforme descrito por Brouillet et al.5. Os fragmentos ovarianos terão então de ser cultivados para permitir o crescimento de folículos e ovócitos fechados, até que sejam atingidos estágios adequados. Alternativamente, eles podem ser reenxertados6. Essa abordagem, no entanto, permanece em grande parte experimental e, apesar de algum sucesso em fornecer uma prova de princípio da viabilidade, ainda requer esforços consideráveis não apenas do ponto de vista de pesquisa e desenvolvimento, mas também no nível básico de biologia/fisiologia, como apontado pela contribuição fornecida por Winship e colaboradores7.

Por último, mas não menos importante, a preservação da fertilidade envolve obrigatoriamente a possibilidade de o embrião formado se implantar e se desenvolver a termo. Nessa visão, é relatada uma abordagem para garantir o reconhecimento materno-fetal adequado por meio de intervenções cirúrgicas minimamente invasivas no cavalo8.

Uma coleção abrangente de abordagens biotecnológicas e cirúrgicas é apresentada aqui para os grupos médicos e de pesquisa que procuram metodologias de ponta para a preservação da fertilidade, com a esperança de que o compartilhamento completo do protocolo seja útil para a melhoria da prática existente e para o pensamento crítico dos desafios relevantes no campo e como eles podem ser superados.

Divulgações

Os autores não têm nada a divulgar.

Agradecimentos

O autor gostaria de agradecer a fonte de financiamento 'Programmi di Ricerca Scientifica di Rilevante Interesse Nazionale-PRIN 2017' do Ministero dell'Istruzione dell'Università e della Ricerca-MIUR, número de concessão 20172N2WL3_002.

Referências

  1. Barros, R. G., Lodde, V., Franciosi, F., Luciano, A. M. In vitro culture strategy for oocytes from early antral follicle in cattle. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (161), e61625(2020).
  2. Liu, T., et al. OP-IVM: Combining in vitro maturation after oocyte retrieval with gynecological surgery. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (171), e61647(2021).
  3. Colombo, M., Luvoni, G. C. Minimum volume vitrification of immature feline oocytes. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (160), e61523(2020).
  4. Succu, S., Serra, E., Gadau, S., Varcasia, A., Berlinguer, F. Vitrification of in vitro matured oocytes collected from adult and prepubertal ovaries in sheep. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (173), e62272(2021).
  5. Brouillet, S., et al. Cryopreservation of oocytes retrieved from ovarian tissue to optimize fertility preservation in prepubertal girls and women. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (164), e61777(2020).
  6. Kawagoe, Y., Kawamura, K. Fertility preservation in patients with severe ovarian dysfunction. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (169), e62098(2021).
  7. Winship, A. L., Sarma, U. C., Alesi, L. R., Hutt, K. J. Accurate follicle enumeration in adult mouse ovaries. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (164), e61782(2020).
  8. Ponthier, J., de la Rebière, G., Salciccia, A., Deleuze, S. Endoscopy guided photoablation of endometrial cysts using a 980 nm laser with a contact fiber in mares. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (161), e61569(2020).

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