Characterization of EGF and IGF-1 system in the ovary and its role in in vitro maturation of guinea pig oocytes

Resumen

La cobaya se utiliza como modelo en muchas áreas de investigación desde el siglo XVIII. En el estudio de la reproducción en humana y animales domésticos también resulta un buen modelo ya que presenta algunas características similares a la mujer, como que los oocitos en reposo están en la fase de Diplotene de la meiosis y son más sensibles a la radiación iónica que los de ratones. Por lo tanto la cobaya podría ser un modelo alternativo para investigaciones sobre infertilidad ovárica como consecuencia de tratamientos de radioterapia. En este sentido, el sistema EGF e IGF-1, incluidas las proteínas de unión de IGF -IGFBPs-, están implicados en procesos fisiológicos ováricos y su expresión génica difiere entre mujeres con ovarios normales y con el síndrome de ovario poliquístico. Actualmente, no hay estudios en la cobaya de ambos sistemas en el ovario y tampoco hay un método estándar para la maduración de oocitos en esta especie. Es así que esta Tesis ha caracterizado el sistema EGF e IGF-1 en diferentes estructuras ováricas y estudiado el efecto de la suplementación de los factores EGF e IGF-1 en la maduración in vitro de oocitos. Para ello se investigó la expresión de ARNm de EGF, EGF-R, IGF-1, IGF-1R, e IGFBPs 1-6 en diferentes estructuras ováricas y en los complejos cúmulo-oocito, demostrándose que los genes y la proteína se expresaron en todas las estructuras estudiadas lo que se corroboró también mediante su inmunolocalización. Estos resultados sugieren que existe una influencia en el desarrollo folicular, función lútea, y una comunicación bidireccional entre el oocito y sus células del cúmulo a través de ambos factores de crecimiento así como un papel regulador de las IGFBPs en la disponibilidad del IGF-1 en los tejidos estudiados. También se inmunolocalizó el EGF-R e IGF-1R en embriones preimplantacionales, lo que implica que el EGF e IGF-1 pueden estar involucrados en el desarrollo embrionario temprano en esta especie. Una vez demostrada la expresión y localización de los factores de crecimiento mencionados, se estudió el efecto de la suplementación de diferentes concentraciones de EGF e IGF-1 en el medio de maduración in vitro de oocitos sobre la tasa de maduración nuclear, medida como el porcentaje de oocitos en metafase II, la maduración citoplasmática, valorada como el porcentaje de oocitos con gránulos corticales migrados y con mitocondrias migradas, así como la calidad de las células del cúmulo mediante el índice de apoptosis y su capacidad esteroidogénica. Además se caracterizó por primera vez los patrones de migración de los gránulos corticales y mitocondrias en la cobaya. Los resultados mostraron que la adición de 50 ng de EGF en el medio mejoró todos los parámetros estudiados al igual que la adición 100 ng de IGF-1 a excepción de la tasa de oocitos con mitocondrias migradas. También se evaluó la combinación de ambos factores en la maduración in vitro utilizando las mejores concentraciones de EGF e IGF-1, sin embargo no se evidenció una respuesta sinérgica al adicionar los dos factores juntos. En base a nuestros resultados y condiciones experimentales, el uso de 50 ng de EGF puede ser la mejor opción para suplementar el medio de maduración in vitro de oocitos de cobaya. Por lo tanto, en esta Tesis Doctoral hemos caracterizado y establecido el posible rol del sistema EGF e IGF-1 en el ovario de la cobaya, en los complejos cúmulo-oocito y en embriones tempranos, lo que se ha confirmado mediante la suplementación de ambos factores en el medio de maduración in vitro, estableciendo un valioso sistema para la maduración in vitro de oocitos de la cobaya.