Methoden zur Untersuchung des Beitrags der Gebärmutter zur Schwangerschaftsbegründung in einem ovariektomierten Mausmodell

Mit dem zunehmenden Einsatz von assistierten Reproduktionstechnologien in den letzten Jahrzehnten wurden viele Hindernisse für die Empfängnis überwunden, so dass viele Paare trotz Fruchtbarkeitsproblemen eine Familie gründen konnten¹. Eizell- oder Spermiendefizite können oft durch In-vitro-Fertilisation oder intrazytoplasmatische Spermieninjektion umgangen werden. Probleme im Zusammenhang mit der Gebärmutter und der Empfänglichkeit des Endometriums bleiben jedoch eine schwer fassbare “Black Box” des Fortpflanzungspotenzials².

Eine Schwangerschaft ist dann gegeben, wenn ein hochwertiger Embryo erfolgreich mit einem empfänglichen Endometrium (Gebärmutterschleimhaut) interagiert. Die Chancen auf eine erfolgreiche Schwangerschaft in einem bestimmten Menstruationszyklus sind mit etwa 30 % ^gering3,4. Von denen, die erfolgreich sind, kommen nur 50%-60% über die 20. Schwangerschaftswoche hinaus, wobei das Implantationsversagen für 75% der Schwangerschaften verantwortlich ist, die nicht die 20. Schwangerschaftswoche erreichen³. Trotz dieser Zahlen, die bis in die späten 1990er Jahre zurückreichen, hat das Feld noch nicht die Einschränkungen überwunden, die durch ein unzureichend empfängliches Endometrium verursacht werden. Dies hat in den letzten Jahren zu stagnierenden – und manchmal rückläufigen – IVF-Erfolgsraten geführt ^5,6.

Frauen mit unerklärlicher Unfruchtbarkeit haben oft ein verschobenes Fenster der Empfänglichkeit oder sind aus unbekannten Gründen nicht in der Lage, Empfänglichkeit zu erreichen. Kürzlich wurde das Endometrium-Rezeptivitäts-Array entwickelt, das die Expression von Hunderten von Genen bewertet, um den Zeitpunkt des Embryotransfers auf das Empfänglichkeitsfenster eines Individuums zuzuschneiden ^7,8,9. Allerdings fehlt es noch an Verständnis für die Pathogenese von Schwangerschaftskomplikationen, die sich nach Abschluss des Implantationsprozesses manifestieren.

Das weibliche Fortpflanzungssystem ist hochdynamisch und steht unter strenger hormoneller Kontrolle. Die Hypothalamus-Hypophysen-Gonaden-Achse (HPG) steuert die Freisetzung des luteinisierenden Hormons und des follikelstimulierenden Hormons, die Aspekte des Eierstockzyklus regulieren, einschließlich der Follikelreifung und der Östrogen- und Progesteronaktivität. Der Menstruationszyklus der Gebärmutter wiederum wird durch Östrogene und Progesteron reguliert^10,11. Daher wird die Untersuchung der biologischen Mechanismen der Gebärmutter durch den Einfluss der Eierstöcke erschwert. Wenn man beispielsweise untersucht, wie sich Krebstherapien auf die Gebärmutter auswirken können, kann es schwierig sein zu unterscheiden, ob ein beobachteter Uterusphänotyp (wie Fehlgeburten oder Menstruationsazyklizität) das Ergebnis einer direkten Schädigung der Gebärmutter oder einer Folgewirkung einer Schädigung der Eierstöcke ist.

Um die Fruchtbarkeit umfassend zu verstehen, müssen die Beiträge der Gebärmutter zur Schwangerschaft charakterisiert werden. Wichtig ist, dass dieses Verständnis über die Gebärmutterfunktion unter ovarieller Kontrolle hinausgeht. Dies kann nicht am Menschen untersucht werden; Daher werden häufig Tiermodelle verwendet. Daher wird die Ovariektomie (OVX) häufig verwendet, um Forschern die Möglichkeit zu geben, den Brunstzyklus von Nagetieren (analog zum Menstruationszyklus) durch exogene Zufuhr von Hormonen zu regulieren. Darüber hinaus ermöglicht OVX die Untersuchung von Uterusreaktionen unabhängig vom Einfluss der Eierstöcke¹². Wenn jedoch nach OVX nicht sofort Hormone zugeführt werden, kommt es zu einem Phänotyp in den Wechseljahren, der von den Forschern sorgfältig berücksichtigt werden muss.

OVX wird häufig in den Nagetiermodellen 13,14,15,16,17 verwendet und ist nach angemessenem Training relativ einfach durchzuführen. Die Methoden variieren je nachdem, ob nur der Eierstock oder der Eierstock und der Eileiter entfernt werden, sowie je nach Alter des Tieres (erwachsene, zyklische Tiere haben größere Eierstöcke mit einem sichtbaren Gelbkörper auf ihrer Oberfläche, was bedeutet, dass ihre Eierstöcke leichter sichtbar sind). In ähnlicher Weise gibt es viele Methoden der Hormonergänzung, darunter subkutane Injektionen¹⁴, langsam freisetzende Pellets¹⁵, osmotische Minipumpen¹⁸ und Eierstocktransplantationen.

In diesem Artikel finden Sie detaillierte Anweisungen zur Durchführung einer Ovariektomie und zur Vorbereitung von drei Arten von Hormonergänzungen, darunter subkutane Injektionen, Pellets mit langsamer Freisetzung und osmotische Minipumpen. Es werden zwei detaillierte Protokolle für experimentelle Endpunkte bereitgestellt, die von OVX profitieren, gefolgt von einer exogenen Hormonsupplementierung (Embryotransfer und künstliche Dezidualisierung). Dieser Artikel erörtert die Stärken und Schwächen der einzelnen Ansätze mit dem Ziel, Forscher bei der Durchführung von Studien zur Isolierung der Auswirkungen auf die Gebärmutter zu unterstützen, insbesondere in den Forschungsbereichen Schwangerschaft und Fruchtbarkeit.