La activación del folículo ovárico se puede definir como el paso de los folículos primordiales del ovario de una fase inactiva a una fase de crecimiento. El folículo primordial del ovario es lo que conforma el “grupo” de folículos que serán inducidos a entrar en cambios de crecimiento y desarrollo que los convertirán en folículos preovulatorios, listos para ser liberados durante la ovulación . El proceso de desarrollo de un folículo primordial a un folículo preovulatorio se denomina foliculogénesis .
La activación del folículo primordial implica lo siguiente: un cambio morfológico de células de la granulosa aplanadas a cúbicas , proliferación de células de la granulosa, formación de la capa protectora de la zona pelúcida y crecimiento del ovocito. [1]
Se sabe que los andrógenos actúan principalmente sobre los folículos preantrales y que esta actividad es importante para el crecimiento de los folículos preantrales. Además, se cree que los andrógenos están involucrados en la activación de los folículos primordiales. Sin embargo, aún no se sabe con certeza si la influencia de los andrógenos en el reclutamiento de folículos primordiales es primaria o secundaria.
Los folículos primordiales se activan para crecer en folículos antrales . La comunicación entre los ovocitos y las células somáticas circundantes, como las células de la granulosa y las células de la teca , está involucrada en el control de la activación del folículo primordial. Existen varias vías de señalización de activadores que están involucradas en el control de la activación del folículo ovárico, incluyendo: Neurotropina , factor de crecimiento nervioso (NGF) y su receptor de tirosina quinasa (NTRK1), neurotrofina 4 (NT4), factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) y su receptor NTRK2. Otros ligandos tienen un papel en la facilitación de la activación del folículo primordial, como el factor de crecimiento transformante beta (TGF-B), el factor de diferenciación del crecimiento 9 (GDF9) y la proteína morfogénica ósea 15 (BMP15).
La tasa de activación folicular aumenta en experimentos en los que se añade GDF9 recombinante. Además, la adición in vitro de GDF9 al tejido cortical ovárico humano provoca una mayor activación y supervivencia folicular. La eliminación de GDF9 de ratones, mediante experimentos de inactivación, detiene la progresión del folículo más allá de la primera etapa y previene la proliferación de células de la granulosa. Sin embargo, estos ratones sin GDF9 han acelerado el crecimiento de los ovocitos, lo que sugiere que GDF9 es parcialmente responsable del reclutamiento de células de la granulosa, además de inhibir el crecimiento de los ovocitos. GDF9 promueve la supervivencia y el crecimiento folicular como resultado de la apoptosis de la granulosa y la atresia folicular atenuadas. [2]
Como se ha comentado anteriormente, los ligandos de TGF-β, por ejemplo, BMP4 y 7, desempeñan un papel en la activación folicular. Los SMADS son moléculas posteriores a la vía de señalización de TGF-β, por lo que dependen de TGF-β para su activación. En ausencia de SMAD, los ratones presentan una foliculogénesis reducida, con cantidades reducidas de folículos primordiales, así como folículos adultos desarrollados en ambas etapas de desarrollo. Se ha demostrado que BMP15 estimula el crecimiento de las células de la granulosa al fomentar la proliferación de células de la granulosa indiferenciadas. Esto no depende de la FSH. Se ha demostrado que dos marcadores de proliferación, Ki-67 y el antígeno nuclear de células proliferantes (PCNA), están regulados por estos factores. Además, se ha sugerido que el PCNA actúa como un regulador clave del desarrollo del folículo ovárico. La expresión temporal de PCNA en los ovocitos coincide con el inicio de la formación del folículo primordial. El PCNA promueve la apoptosis de los ovocitos, lo que regula el ensamblaje del folículo primordial. [ cita requerida ]
Otra molécula que se ha visto implicada en la activación de los folículos ovocíticos es Forkhead boxL2 (Foxl2). En estudios de knock out, se ha demostrado que Foxl2 puede ser responsable de la transición cuboidal de las células pregranulosas. Por lo tanto, cuando se elimina Foxl2, los folículos primordiales no pueden convertirse en folículos secundarios. [2]
La proteína 1 que contiene hélice-bucle-hélice básica específica de la espermatogénesis y la ovogénesis (Sohlh1) se expresa en los grupos de células germinales y en los folículos primordiales nuevos. Los estudios de eliminación de esta proteína en ratones muestran una cantidad reducida de ovocitos presentes a las 7 semanas posteriores al nacimiento y un mal funcionamiento en la transición del folículo primordial al primario. [2]
El homólogo de fosfatasa y tensina ( PTEN ) es un gen supresor de tumores cuyas acciones afectan directamente la activación de los folículos primordiales. Lo hace controlando negativamente la vía PI3K/AKT/mTOR . [2] Esta acción particular de PTEN se descubrió inicialmente en un experimento con ratones knock out de PTEN. [2] La ausencia de PTEN dentro de los folículos primordiales conduce a un aumento en la fosforilación de AKT. Esto luego crea un aumento posterior en la exportación de FOXO3, ya que AKT ya no inhibe su producción. [3] Esto llevó a la sobreactivación de los folículos primordiales, lo que resultó en una disminución prematura del grupo de folículos primordiales. [2]
Cuando Foxo3 está KO en modelos de ratones, se observa una enorme activación descontrolada de los folículos, por lo que los ovarios de los ratones carecen de todo el conjunto de folículos primordiales porque se han activado prematuramente. [2] Esta acción está regulada por la fosforilación; la forma no fosforilada es activa desde el punto de vista transcripcional en el núcleo. Sin embargo, cuando se produce la fosforilación, la proteína se transporta al citoplasma y pierde su actividad transcripcional. Pelosi et al. observaron que el momento y el nivel de la expresión de Foxo3 son muy importantes para regular la activación del folículo ovárico. [4]
AKt-PTEN-AKt y Foxo3 están involucrados en la misma vía. PTEN está situado aguas arriba de AKt. Por lo tanto, si PTEN se elimina específicamente de un ovocito, esto provoca un aumento en la actividad de AKt, lo que da como resultado que una gran cantidad de folículos ováricos inactivos reanuden su crecimiento y diferenciación. El complejo TSC también desempeña un papel importante en estas vías al suprimir la actividad de mTOR, que se ha demostrado que es esencial para mantener la latencia. [5]
También se cree que el complejo tuberina/esclerosis tuberosa es importante en la regulación de la activación del folículo primordial. La TSC controla negativamente la función de mTOR (diana de la rapamicina en mamíferos). Los ratones knock out de TSC tienen un nivel elevado de actividad de mTORC1 . [6] La supresión de mTORC1 es un proceso necesario para evitar que los folículos primordiales se activen prematuramente y, por lo tanto, se produzca una insuficiencia ovárica prematura. [7]
La AMH ( hormona antimülleriana ) es un miembro del factor de crecimiento transformante beta (TGF-b), que tiene un papel muy importante en la regulación de la función testicular y ovárica. En primer lugar, la AMH inhibe la incorporación inicial de los folículos primordiales en reposo. En segundo lugar, la AMH impide la regulación del crecimiento de los folículos preantrales/antrales pequeños al reducir su respuesta a la FSH. [8]
P27 inhibe la progresión del ciclo celular en la fase G1 [9] al impedir la acción de la ciclina E-Cdk2. [3] Debido a su importante papel en el ciclo celular, se encuentra dentro del núcleo de los ovocitos de ratones en los folículos primordiales y primarios. Durante la pubertad de los ratones deficientes en p27, todos los folículos primordiales se activan y conducen a la falla ovárica prematura. Esto indica que p27 es un regulador vital para mantener un estado de reposo en los folículos primordiales. [6]
La insuficiencia ovárica prematura (FOP) o insuficiencia ovárica prematura (IFP) es un trastorno reproductivo femenino caracterizado por al menos 4 meses de amenorrea primaria o secundaria , antes de los 40 años. [10] Es causada por una disminución en el grupo de folículos primordiales, atresia acelerada de folículos o maduración o reclutamiento alterado de folículos primordiales y está asociada con niveles menopáusicos de hormonas folículo estimulantes, superiores a 40 Ul/L. [10] , [11] Los genes activadores y supresores específicos están implicados en la activación del folículo ovárico y las investigaciones recientes sugieren que la FOP puede ser la consecuencia de una mutación genética en uno o más de estos genes.
FOXL2 - Los modelos de ratón knock out de FOXL2 mostraron un fallo en la diferenciación de las células de la granulosa , lo que llevó a la activación prematura y al agotamiento de los folículos primordiales, característicos de la falla ovárica prematura. Se han identificado dos variaciones diferentes de mutaciones en el gen FOXL2, que causan diferentes formas de falla ovárica prematura, una con inicio más temprano y la otra con inicio más tardío y penetración incompleta. [12] Además, se han encontrado mutaciones en el gen FOXL2 en aproximadamente el 5% de los pacientes con falla ovárica prematura no sindrómica, lo que sugiere que las mutaciones de FOXL2 también están asociadas con la falla ovárica prematura idiopática. [10]
BMP15 y GDF9 : las mutaciones en los genes BMP15 y GDF9 pueden estar implicadas en la falla ovárica prematura, pero no son causas importantes de la enfermedad. Por ejemplo, se ha encontrado una baja frecuencia de mutación en GDF9 en una gran cohorte de casos indios de falla ovárica prematura. [13]
SOHLH1 - Se sabe poco sobre la asociación causal de SOHLH1 y POF, sin embargo, se han encontrado tres nuevas variantes de SOHLH1 que potencialmente causan la enfermedad y cuando se estudiaron, estaban ausentes en los controles. [12]
AMH - Una disminución en la expresión de AMH en los folículos antrales POF conduce a un desarrollo antral defectuoso. [14]
mTORC1 y PI3K : la desregulación de las vías de señalización de mTORC1 y PI3K en los ovocitos da lugar a afecciones patológicas ováricas, entre ellas, insuficiencia ovárica prematura y posterior infertilidad. [15]
PTEN - Estudios de ratones con una deleción de PTEN en los ovocitos mostraron una activación temprana de todo el conjunto de folículos primordiales, lo que conduce a una falta de folículos primordiales en la edad adulta, lo que resulta en un fenotipo POF. [16]
Foxo3a - Los estudios realizados en ratones con deleciones completas y parciales de Foxo3a también mostraron una activación prematura de todo el conjunto de folículos primordiales, lo que destruyó la reserva ovárica y provocó la muerte de los ovocitos. Esto dio lugar a un fenotipo de fallo ovárico prematuro, observado en estudios realizados en diversos países. [17] , [18]
TSC - En los ovocitos de ratones deficientes en Tsc2 , la actividad elevada de mTORC1 hace que el conjunto de folículos primordiales se active prematuramente. Esto da como resultado el agotamiento de los folículos en la adultez temprana, lo que causa el fallo ovárico prematuro. [7]
Además de tener muchas causas genéticas, se ha demostrado que la insuficiencia ovárica prematura es un efecto secundario de muchos agentes quimioterapéuticos. [19] El daño que sufren los ovarios parece depender de la dosis , y una clase de medicamentos de quimioterapia conocidos como agentes alquilantes parecen causar el mayor daño al ovario y a los folículos. Hay dos formas en las que se produce este daño:
Se ha demostrado que los agentes quimioterapéuticos, como la ciclofosfamida, activan la vía PI3K/PTEN/Akr, que es la vía principal implicada en mantener los folículos inactivos y permitirles crecer; la activación de esta vía estimula el crecimiento y desarrollo de más folículos primordiales. [19] Estos folículos en crecimiento pueden luego ser destruidos en rondas posteriores de quimioterapia, que a menudo se dirigen a las células en crecimiento, lo que luego hará que más folículos primordiales se diferencien y crezcan para reemplazar las células destruidas. Este concepto, conocido como agotamiento, conduce a un agotamiento de la reserva ovárica y da como resultado una falla ovárica prematura. [ cita requerida ]
La criopreservación de ovocitos es un proceso de conservación que se puede utilizar como una forma de preservar la fertilidad en niños tratados por cáncer infantil o adolescente, y para evitar el daño causado a los ovarios por los fármacos citotóxicos que se utilizan a menudo en la quimioterapia. [20] Existen varios métodos de criopreservación , cada uno con diferentes niveles de eficacia. Después de la criopreservación, el tejido ovárico debe volver a colocarse en la paciente, con el fin de permitir que el ovario vuelva a funcionar normalmente y recupere la fertilidad.
La recuperación de la función ovárica se produce en casi todos los casos de criopreservación, pero los folículos ováricos tardan un tiempo en recuperar su función completa. En todos los casos de recuperación de la función exitosa, transcurrieron entre 3,5 y 6,5 meses después de la reimplantación antes de que se detectara un aumento de estrógeno , una hormona clave producida por el ovario, y una disminución de la hormona folículo estimulante (FSH). La variación en la diferencia de tiempo puede deberse a diferencias en las reservas foliculares de las mujeres en el momento de la criopreservación. [20]
La activación folicular in vitro describe el proceso mediante el cual se activan deliberadamente los folículos primordiales. Los ovocitos de estos folículos activados pueden utilizarse para establecer un embarazo. [21] Esto tiene potencial para un uso generalizado en la restauración de la fertilidad en mujeres que sufren problemas de fertilidad, como la menopausia temprana o inducida médicamente . [22]
La IVA convencional o la IVA sin fármacos se pueden utilizar para preservar la fertilidad en pacientes con reserva ovárica disminuida (ver Reserva ovárica deficiente ) o insuficiencia ovárica prematura (IOP). [23]
La IVA sin fármacos es más beneficiosa en pacientes con DOR o IOP con cese reciente de la menstruación que la IVA convencional. Esto se debe a que reduce la invasividad de los abordajes quirúrgicos y evita los efectos adversos del cultivo de tejidos en los folículos. [24] La IVA tradicional se recomienda en pacientes con baja reserva ovárica, como en pacientes con IOP con menopausia prolongada o pacientes que buscan resultados inmediatos. [23]
Utilizando IVA sin fármacos, se registraron en artículos al menos un total de 18 nacimientos vivos sanos y tres embarazos más en curso en pacientes con POI y DOR, con partos adicionales no publicados y embarazos en curso informados en conferencias científicas. [23]
Las pacientes con síndrome de ovario resistente (ROS) son un subgrupo de pacientes con IOP que tienen múltiples folículos antrales presentes en el ovario, como se muestra mediante monitoreo ecográfico. Estos folículos secretan niveles bajos de estrógeno , pero son resistentes al tratamiento con hormona folículo estimulante exógena, por lo que no pueden desarrollarse hasta la madurez. [24]
Al igual que los pacientes con IOP, los pacientes con ROS pueden responder a la incisión de la corteza ovárica para provocar una interrupción de la señalización de Hippo. Además, la incisión ovárica laparoscópica (LOI) se puede realizar in vivo para promover con éxito el crecimiento del folículo sin eliminar tejido fuera del cuerpo. [24]
La criopreservación de ovocitos se utiliza ampliamente para proteger los folículos primordiales del tratamiento gonadotóxico, pero algunas pacientes no son aptas para ello. La IVA podría ser una opción beneficiosa para la preservación de la fertilidad en pacientes con cáncer. El método de la IVA podría maximizar la cantidad de ovocitos secundarios en mujeres infértiles, ya que el trasplante de tejido ovárico activa con éxito el conjunto de folículos latentes. [23]
El método IVA se centra en el objetivo a corto plazo de generar una gran cantidad de folículos activados inmediatamente después del trasplante de tejido en el cuerpo. [24] Esto significa que el método IVA tiene una vida útil del injerto reducida en comparación con los 4-5 años que se pueden ofrecer en el método de criopreservación. La vida útil del injerto se relaciona con el tiempo después del trasplante en el cuerpo en el que pueden ocurrir embarazos. [25] Esto se debe a que el IVA promueve la pérdida de folículos inactivos por activación, por lo que menos folículos inactivos permanecerán en el injerto. Esto, como resultado, reduce la vida útil del injerto. [25] Sin embargo, esto puede ser beneficioso en pacientes que buscan resultados inmediatos o para mejorar su posibilidad de concebir lo más rápido posible debido al avance de la edad. [23]
Hasta el momento no se han reportado nacimientos vivos, pero se están logrando avances en la investigación in vitro. [23]
Por lo general, a las pacientes se las trata con estrógeno sintético y progesterona durante al menos un mes para suprimir sus niveles de gonadotropina, lo que se ha demostrado que promueve la ovulación . [26] Se utiliza un abordaje laparoscópico para extirpar el ovario. La parte externa del ovario (la corteza) se elimina con tijeras, ya que esto minimiza cualquier daño al sensible tejido ovárico interno. Luego, este tejido se analiza para evaluar la presencia de folículos existentes antes de realizar una mayor manipulación. [27]
Los ovarios artificiales se pueden utilizar para proporcionar folículos para la activación artificial. [2] Se ha demostrado que los folículos de estos ovarios sintéticos favorecen embarazos exitosos en modelos de ratones y son prometedores para futuros tratamientos en humanos. [2]
La vía de señalización de Hippo es una vía esencial que involucra varios componentes que regulan el crecimiento celular, la supervivencia y la renovación de las células madre. [28] Por esta razón, la vía de señalización de Hippo se ha implicado en el mantenimiento y control del tamaño de los órganos en los organismos.
En los últimos años, la fragmentación ovárica ha surgido como una estrategia eficaz para promover la activación y el crecimiento folicular ovárico. [2] Los estudios realizados en fragmentos corticales ováricos humanos cultivados han demostrado que el daño mecánico resultante de la fragmentación del tejido ovárico altera la vía de señalización Hippo. Se ha descubierto que esto acelera la activación folicular. Se ha descubierto que el daño mecánico a los ovarios a través de la fragmentación induce una elevación transitoria en la polimerización de actina , un proceso en el que pequeñas moléculas de actina (proteínas) se combinan para formar una gran estructura similar a una cadena con unidades de actina repetidas. [2] El daño mecánico a los ovarios también ha disminuido la fosforilación de la proteína asociada a Yes (YAP), un compuesto esencial en la vía de señalización Hippo. [29] La fosforilación se refiere a la adición de grupos fosfato a las moléculas. En consecuencia, esto conduce a un aumento en los niveles de YAP en el núcleo. Esto a su vez desencadena un efecto dominó descendente para aumentar la expresión de factores de crecimiento e inhibidores de la apoptosis, promoviendo así el crecimiento y la supervivencia celular.
Otra vía clave en la activación del folículo ovárico es la vía PI3K-PTEN-AKT-FOXO3 .
La vía PI3K-PTEN-AKT-FOXO3 es una vía de transducción de señales compleja que involucra una cascada de varias moléculas. Esta vía está involucrada en la promoción del crecimiento, la supervivencia y la proliferación de células en respuesta a ciertos factores. [30] Por lo tanto, la vía está implicada en la activación de los folículos primordiales ováricos. En la activación in vitro de los folículos ováricos, se pueden administrar medicamentos como inhibidores de PTEN o activadores de PI3K para estimular la activación folicular. [ cita requerida ]
La estimulación de la vía Atk activa los folículos primordiales latentes. La vía de señalización de Hippo regula el crecimiento inhibiendo la proliferación celular y promoviendo la apoptosis; la interrupción de esta vía estimula el crecimiento y la proliferación celular. [2] La activación in vitro (IVA) consiste en la combinación de la interrupción de la vía de señalización de Hippo y la estimulación de la señalización de Akt para activar el crecimiento y la maduración del folículo ovárico. [2] [3] La activación de la vía Atk puede inducirse artificialmente mediante fármacos estimulantes de Atk, como inhibidores de PTEN y activadores de PI3K, y la interrupción de la señalización de Hippo se logra mediante la fragmentación de la corteza ovárica mediante varios métodos. [2] El crecimiento de los folículos se puede ver en autoinjertos posteriores, se pueden recuperar óvulos maduros y realizar FIV, lo que lo convierte en un buen candidato para la preservación de la fertilidad. Alternativamente, se puede utilizar IVA sin fármacos . Esto es lo mismo que la IVA, sin embargo, no se utilizan fármacos para estimular la vía Atk, solo se utiliza la fragmentación de la corteza ovárica. [3]