Onderzoek naar X-chromosomale afwijkingen in eierstokcellen met behulp van fluorescentie in situ hybridisatie

Onvruchtbaarheid is een gezondheidsprobleem van het mannelijke of vrouwelijke voortplantingssysteem, dat wereldwijd ongeveer 186 miljoen personen in de vruchtbare leeftijd treft¹. Bij ten minste 35% van de onvruchtbare paren wordt onvruchtbaarheid veroorzaakt door een aandoening van het vrouwelijke voortplantingssysteem². Er zijn veel factoren die vrouwelijke onvruchtbaarheid kunnen veroorzaken, zoals genetische factoren, afwijkingen van het genitale kanaal, endocriene disfunctie, ontstekingsziekten en iatrogene behandeling³.

Genetische afwijkingen zijn aanwezig bij ongeveer 10% van de onvruchtbare vrouwen ^4,5. Van alle genetische afwijkingen zijn X-chromosoomafwijkingen de meest voorkomende oorzaak van ovariële dysgenese². Verschillende studies hebben gemeld dat X-chromosomale afwijkingen bij vrouwen met het syndroom van Turner (TS) of het Triple X-syndroom geassocieerd zijn met voortijdig ovarieel falen als gevolg van een versneld verlies van geslachtscellen of verminderde oogenese ^6,7,8.

Afwijkingen van het X-chromosoom zijn onder te verdelen in: 1) numerieke aberraties, waarbij het aantal X-chromosomen verschillend is maar de X-chromosomen intact zijn; en 2) structurele afwijkingen, waarbij het X-chromosoom genetisch materiaal heeft gewonnen of verloren ^3,9. Numerieke afwijkingen van het X-chromosoom komen vaker voor dan structurele afwijkingen en worden vaak veroorzaakt door spontane fouten tijdens celdeling ^3,9. Wanneer een dergelijke fout optreedt tijdens meiose, kan dit leiden tot aneuploïde gameten en uiteindelijk tot nakomelingen met chromosomale afwijkingen in alle cellen. Wanneer chromosoomdefecten optreden in somatische cellen als gevolg van fouten die optreden tijdens mitose in de vroege stadia van ontogenese, kan dit leiden tot mozaïcisme. Bij deze personen zijn zowel cellen met een normaal X-chromosomale inhoud als cellen met X-chromosomale afwijkingen aanwezig.

In de jaren 1980 werd een cytogenetische techniek genaamd fluorescentie in situ hybridisatie (FISH) ontwikkeld om specifieke nucleïnezuursequenties op metafase- en interfasechromosomen^10,11 te visualiseren en te lokaliseren. Deze techniek maakt gebruik van fluorescerend gelabelde DNA-sondes om te binden aan een specifieke sequentie in het chromosoom, die vervolgens kan worden gevisualiseerd met behulp van een fluorescentiemicroscoop.

Tegenwoordig wordt FISH veel gebruikt als een klinisch diagnostisch hulpmiddel en wordt het beschouwd als de gouden standaard bij het detecteren van chromosomale afwijkingen¹⁰. Op het gebied van reproductieve geneeskunde is FISH-analyse op sperma gebruikt om inzicht te krijgen in het X-chromosomale gehalte van spermatozoa bij mannen met numerieke of structurele chromosomale afwijkingen in somatische cellen^12,13,14. Deze studies toonden aan dat mannen met chromosomale afwijkingen meer kans hadden op een hogere frequentie van aneuploïde spermatozoa in hun sperma in vergelijking met mannen met normale karyotypen^12,13,14.

In tegenstelling tot spermatozoa is er zeer weinig bekend over het X-chromosomale gehalte van eierstokcellen (inclusief eicellen, granulosa / theca-cellen en stromale cellen) bij personen met een chromosomale aberratie, evenals de mogelijke gevolgen van aneuploïdie van deze cellen op hun voortplantingspotentieel. Een belangrijke reden voor de schaarse informatie over het karyotype van eierstokcellen in vergelijking met spermatozoa is het feit dat vrouwen een invasieve procedure moeten ondergaan, zoals een follikelpunctie of een operatie om eicellen of ovariële cortexweefsel te verkrijgen. Vrouwelijke gameten zijn daarom moeilijk te verkrijgen voor onderzoeksdoeleinden.

Momenteel wordt in Nederland een observationele interventiestudie uitgevoerd om de werkzaamheid van cryopreservatie van eierstokweefsel bij jonge vrouwen met TS¹⁵ te onderzoeken. Eén fragment van het ovariële cortexweefsel van de patiënt was beschikbaar om de X-chromosomale inhoud van de eierstokcellen te identificeren^16,17. Als onderdeel van de studie werd een nieuwe methode ontwikkeld op basis van FISH van gedissocieerd ovariële cortexweefsel om te bepalen of chromosomale afwijkingen aanwezig zijn in eierstokcellen bij vrouwen met een chromosomale afwijking in niet-ovariële somatische cellen, zoals lymfocyten of buccale cellen. Daarnaast werd ook het effect van aneuploïdie in eierstokcellen op folliculogenese bepaald. Hiertoe werd een gevestigd FISH-protocol gewijzigd dat de analyse van histologische secties van ovariële cortexweefsel mogelijk maakt na kunstmatig geïnduceerde folliculogenese tijdens langdurige xenotransplantatie bij immuungecompromitteerde muizen. In deze studie presenteren we twee methoden op basis van FISH om het X-chromosomale gehalte in eierstokcellen in niet-geënt en geënt ovariële cortexweefsel bij vrouwen met X-chromosomale afwijkingen te bepalen, met als doel de basiswetenschap over dit onderwerp te verbeteren.