Κρυοσυντήρηση ωοθηκικού ιστού αιλουροειδών:Μια εναλλακτική λύση για την προώθηση της αναπαραγωγής σε είδη που απειλούνται με εξαφάνιση
Η κρυοβιολογία είναι η μελέτη της ζωής σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν. Αλλά το ενδιαφέρον μας για αυτό είναι άλλο από τη δημιουργία νέων τρόπων ζωής για επιβίωση σε παγετώδη περιβάλλοντα. Πρωτεΐνες, κύτταρα, μικρά κομμάτια ιστών ή ολόκληρα όργανα μπορούν να αποθηκευτούν σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, γεγονός που μας επιτρέπει να εκμεταλλευτούμε, στο μέλλον, πηγές που έχουμε διαθέσιμες σήμερα.
Ένα παράδειγμα της δυνατότητας εφαρμογής αυτής της τεχνικής είναι η κρυοσυντήρηση γεννητικών κυττάρων (σπερματοζωάρια και ωοκύτταρα) ή εμβρύων μέχρι να είναι διαθέσιμο ένα κατάλληλο άτομο για να προσφέρει το θαύμα της ζωής. Τώρα, η φιλοδοξία μας είναι η δυνατότητα να φέρουμε στη ζωή κουτάβια απειλούμενων ειδών ενώ εργαζόμαστε με την κρυοσυντήρηση του ωοθηκικού ιστού της οικιακής γάτας.
Οι γάτες παρουσιάζουν φυλογενετικές και φυσιολογικές ομοιότητες με τα αιλουροειδή που κινδυνεύουν να εξαφανιστούν. Επιπλέον, ο αναπαραγωγικός τους ιστός είναι ευρέως διαθέσιμος μετά τη στείρωση σε κτηνιατρικές κλινικές. Χρησιμοποιήσαμε ωοθήκες οικόσιτων γατών με στόχο την ανάπτυξη μιας προσαρμοσμένης μεθόδου για την κρυοσυντήρηση αυτού του τύπου ιστού. Με την ανάπτυξη αυτής της τεχνικής, θα είμαστε σε θέση να την προσαρμόσουμε για χρήση σε ωοθήκες άγριων αιλουροειδών που πέθαναν ή πρέπει να στειρωθούν. Μετά την απόψυξη, τα γεννητικά κύτταρα μπορούν να επανενεργοποιηθούν in vitro ή ακόμα και in vivo, μέσω της πολλά υποσχόμενης τεχνικής της μεταμόσχευσης ιστού ωοθηκών.
Ένα από τα εμπόδια που αντιμετωπίζει στην κρυοβιολογία είναι ο σχηματισμός πάγου μέσα στον ιστό, που περιγράφεται λεπτομερώς στο Σχήμα 1. Για να αποφευχθεί αυτό, συνήθως εφαρμόζεται ένα διάλυμα που περιέχει μια κρυοπροστατευτική ένωση προάγοντας την εξωτερίκευση του νερού από τα κύτταρα. Δοκιμάσαμε τρία διαφορετικά διαλύματα που περιέχουν DMSO, αιθυλενογλυκόλη ή συνδυασμό και των δύο, προκειμένου να δούμε ποιο επιτρέπει την καλύτερη διατήρηση της κυτταρικής δομής μετά την απόψυξη του ιστού. Πραγματοποιήθηκε ένα προσαρμοσμένο σχέδιο μείωσης της θερμοκρασίας και τα δείγματα αποθηκεύτηκαν στους -196°C σε υγρό άζωτο.
Μετά την απόψυξη, αναλύσαμε τον ιστό με το φως και επίσης με ηλεκτρονική μικροσκοπία μετάδοσης, η οποία επιτρέπει την ανάλυση σε πολύ υψηλές μεγεθύνσεις, επιτρέποντας την αξιολόγηση των υποκυτταρικών ενώσεων.
Διαπιστώσαμε ότι το διάλυμα που περιέχει DMSO σε συγκέντρωση 1,5 Μ ήταν το καλύτερο όσον αφορά τη διατήρηση της μορφολογίας των ωαρίων. Τα άλλα διαλύματα προκάλεσαν τραυματισμούς, όπως αποκόλληση μεταξύ γειτονικών κυττάρων, σχηματισμό κυστιδίων στο κυτταρόπλασμα και διάρρηξη της πλασματικής μεμβράνης και του πυρηνικού φακέλου. Τέτοιες βλάβες δεν θα επέτρεπαν στα κύτταρα να αποκαταστήσουν τη δραστηριότητά τους μετά την απόψυξη, οδηγώντας πιθανώς σε θάνατο.
Στη συνέχεια, στοχεύουμε να μάθουμε εάν, επιπλέον, για τη διατήρηση της κυτταρικής δομής, το πρωτόκολλο κρυοσυντήρησης ήταν σε θέση να διατηρήσει τη σκοπιμότητα του ωοκυττάρου. Για να προκληθεί η ανάπτυξη γεννητικών κυττάρων που υπάρχουν στον παγωμένο ιστό των ωοθηκών είτε, in vitro μπορούν να εφαρμοστούν τεχνικές καλλιέργειας ή μεταμόσχευσης. Το επόμενο βήμα μας είναι να εκτελέσουμε αυτές τις δοκιμές προκειμένου να καταλήξουμε στο συμπέρασμα ότι τα κρυοσυντηρημένα ωάρια έχουν την ικανότητα να αναπτυχθούν και να αναπτυχθούν προκειμένου να γονιμοποιηθούν.
Αυτά τα ευρήματα μας οδηγούν στο συμπέρασμα ότι βρισκόμαστε στο σωστό δρόμο προς την κρυοσυντήρηση του ιστού των ωοθηκών των άγριων αιλουροειδών. Εν τω μεταξύ, υπάρχουν ακόμη πολλά που πρέπει να γίνουν. Τώρα μελετάμε τρόπους βελτίωσης τόσο της κρυοσυντήρησης όσο και των τεχνικών μεταμοσχεύσεων και, στο μέλλον, μπορούμε να αναπτύξουμε ωοκύτταρα κατεψυγμένα απόψυξη ενός είδους αιλουροειδών σε ένα άλλο.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Cat Ovarian Follicle Ultrastructure after Cryopreservation with Ethylene Glycol and Dimethyl Sulfoxide, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Cryobiology. Αυτό το έργο ήταν διευθύνεται από τις Ellen C. R. Leonel, Janice M. V. Vilela, Daniela J. Carrilho και Carolina M. Lucci από το University of Brasília, Βραζιλία.
