Kök hücre uygulamasının kök hücre uygulamasının sıçan modelinde in vitro fertilizasyon üzerine etkileri

Abstract

Günümüzde artan bir şekilde sorun haline gelen çocuk sahibi olamama durumu, geliştirilen yeni tekniklerle aşılmaya çalışılmaktadır. Bu tekniklerin önemli bir tanesi ise fertilizasyonun laboratuar koşullarında sağlandığı in vitro fertilizasyon (İVF) olup başarı oranı maalesef hala yeterli değildir. Bu başarının artırılması için değişik besiyeri, büyüme faktörleri ve hormonlar gibi etkenler ile daha iyi sonuç elde edilmeye çalışılmaktadır. Kök hücreler organizmanın kendi bünyesinde bulundurduğu kolayca elde edilen ve faktörler aracılığı ile yönlendirilen öncül hücrelerdir. Son zamanlarda yapılan çalışmalarda bu kök hücrelerin bizatihi kendilerinin dışında salgıladığı faktörler ile niş denilen bir mikroçevre oluşturarak özellikle kanser hücrelerinde olmak üzere diğer hücreleri olumlu yönde etkiledikleri bilinmektedir. Bu çalışmada sıçanlardan toplanan oositler, kök hücre ortamında ve kök hücrenin beklediği besiyeri ile muamele edilerek fertilizasyona etkisi ve embriyo gelişimine etkisi saptandı. Kök hücre mikroçevresinin fertilizasyon üzerine etkileri ilgili parametrelerle ortaya konup daha kaliteli bir embriyo ve daha başarılı bir gelişim saptanmaya çalışıldı.Bu çalışmada, erişkin ve ortalama ağırlıkları 250 ± 50 gr wistar sıçanlar kullanıldı. Erkek ve dişi sıçanlardan alınan sperm ve oositler kök hücre niş etkisine maruz bırakılarak oluşan değişiklikler olgunlaşma açısından incelendi. Dişi sıçanlar süperovulasyon yapılan ile yapılmayan olarak iki gruba ayrıldı. Bu iki gruptaki sıçanlardan toplanan oositler İTSBY (İnsan Tubal Sıvı Besiyeri), SSBY (Single Step Besiyeri), AMBY (Alfa-MEM Besiyeri) ve KİMKHBY (Kemik İliği Mezenkimal Kök Hücre Besiyeri) içerisine eşit miktarlarda olacak şekilde oositler paylaştırıldı. Erkek sıçanlarda epididimisten spermler toplanarak kriterler açısından değerlendirildi. Bu spermler oositlerin bulundukları besiyerleri içerisine ortalama bin sperm olacak şekilde sperm solüsyonu eklendi. İVF yapılan örneklerde oluşan embriyolar on birinci güne kadar izlendi. Fertilizasyon ve embriyo gelişimine etkileri ile arrest, dejenerasyon oranları ve canlılığı süren embriyoların durumları ortaya kondu. Çalışmamızda İTSBY, SSBY, AMBY ve KİMKHBY'ne maruz bırakılan oositlerde sıfır ile dokuzuncu günler arasındaki süreçte oosit olgunlaşması, iki ile on altı hücreli ve morula safhasında embriyoların oluştuğu gözlendi. Aynı şekilde spermlerin hareket, sperm kalitesi ve canlılığı yönünden etkileri ortaya kondu. Olgunlaştırılan germ hücrelerinin fertilizasyon ve embriyo gelişimine etkisi AMBY besiyerinde çok az iken, İTSBY ve SSBY besiyerlerinde daha iyi olduğu ancak en iyi etkinin KİMKHBY ile oluştuğu gözlemlendi. Kök hücre nişinin, oosit ve spermin olgunlaşmasına, kalitesine ve canlılık süresini uzatmasına önemli etkisinin olduğunu gözlemledik. İVF açısından da KİMKHBY embriyo kalitesine ve canlılığına önemli ölçüde katkı sağladığını gösterdik. Sonuç olarak kök hücre uygulamalarının infertiliteye yönelik tedavi için bir umut olmakla kalmayıp koruyucu bir yaklaşım olarak kullanılabileceği görüldü. Ayrıca mezenkimal kök hücre tedavisinin zarar vermeme anlamında etkinliği ve güvenilirliği çalışmamızın sonuçlarını daha da önemli hale getirmektedir. Kök hücre uygulamalarının germ hücresine yaptığı etkilerin mekanizmalarının anlaşılması IVF için hala yeterli olmayan başarının artmasını sağlamada büyük önem taşıyacaktır.

Nowadays, the inability to have children is an important problem that is trying to overcome with the development of new techniques. The important one of these techniques is in vitro fertilization (IVF), fertilization is performed under laboratory conditions, unfortunately success rate still is not enough. To increase the success in IVF, different media, factors such as growth factors and hormones are used. Stem cells are settled in the organism and the precursor cells directed through factors, also derived easily. Recently, it is known that stem cells create a microenvironment called 'niche' by secreting factors such as growth factors and affect positively the other cells, especially cancer cells. In this study, effects of stem cells and niche on fertilization and development of embryo were detected by exposing the stem cell and niche with oocytes collected from rats. The effects of stem cell microenvironment on fertilization were tried to determine by related parameters whether there is a increasing in the development of embryo and quality embryo. In our study, adult Wistar rats weighing 250 ± 50 g were used. Sperm and oocytes harvested from male and female rats were exposed to stem cell niche and effects of niche on maturation were examined. Female rats were divided into two groups including control and superovulation. Oocytes from both two groups were treated with Human Tubal Fluid Media, Single Step Media, alpha-MEM Media and Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cell Media. Sperm collected from male rat epididymis were assessed in terms of criteria. Per thousand sperm with solution were added into the media including oocytes. Embryos occured with IVF were followed up to the eleventh day, and arrest, degeneration rates and alive embryos were established. After treatment, oocyte maturation, embryos at two or sixteen-cell and morula stage were observed between day 0 and day 9. Similarly treatment of the different media on the viability, quality and movement of sperm were searched. The effect of alpha-MEM Media on fertilization and embryo development was decreased while Single Step Media and Human Tubal Fluid Media were more beter respectively. The most optimal effect was occured by Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cell Media. It was ascertained that stem cell niche affected maturation, quality and viability of oocytes and sperm. Consequently, we supposed that application of stem cells might be used in the case of infertility. Additionally, results of our study are more important in that mesenchymal stem cell therapy was not occur damages. Understanding the mechanisms of efficiency of stem cell applications to germ cells will be fundamental step to enhance the succes of IVF.