Ovogénesis

La formación de ovogonias tradicionalmente no pertenece a la ovogénesis propiamente dicha, sino al proceso común de gametogénesis , que, en la mujer, comienza con los procesos de foliculogénesis , oocitogénesis y ootidogénesis . Las ovogonias entran en meiosis durante el desarrollo embrionario, convirtiéndose en ovocitos. La meiosis comienza con la replicación del ADN y el entrecruzamiento meiótico, y se detiene en la profase temprana.

Los ovocitos de mamíferos se mantienen en profase meiótica durante un tiempo muy prolongado: meses en ratones, años en humanos. ^{[ 4 ]} Inicialmente, la detención se debe a la falta de suficientes proteínas del ciclo celular para permitir la progresión meiótica. Sin embargo, a medida que el ovocito crece, estas proteínas se sintetizan y la detención meiótica se vuelve dependiente del AMP cíclico . ^{[ 5 ]} El AMP cíclico es generado por el ovocito mediante la adenilil ciclasa en la membrana del ovocito. La adenilil ciclasa se mantiene activa gracias a un receptor acoplado a proteína G constitutivamente activo conocido como GPR3 ​​y una proteína G , Gs, también presente en la membrana del ovocito. ^{[ 6 ]}

El mantenimiento de la detención meiótica también depende de la presencia de un complejo de células multicapa, conocido como folículo, que rodea al ovocito. La extracción del ovocito del folículo provoca que la meiosis progrese en el ovocito. ^{[ 7 ]} Las células que componen el folículo, conocidas como células de la granulosa, están conectadas entre sí por proteínas llamadas uniones comunicantes, que permiten el paso de pequeñas moléculas entre las células. Las células de la granulosa producen una pequeña molécula, el GMP cíclico , que se difunde en el ovocito a través de las uniones comunicantes. En el ovocito, el GMP cíclico impide la degradación del AMP cíclico por la fosfodiesterasa PDE3 y, por lo tanto, mantiene la detención meiótica. ^{[ 8 ]} El GMP cíclico es producido por la guanilil ciclasa NPR2. ^{[ 9 ]}

A medida que los folículos crecen, adquieren receptores para la hormona luteinizante , una hormona hipofisaria que reinicia la meiosis en el ovocito y provoca la ovulación de un óvulo fecundable. La hormona luteinizante actúa sobre los receptores en las capas externas de las células de la granulosa del folículo, provocando una disminución del GMP cíclico en dichas células. ^{[ 5 ]} Debido a que las células de la granulosa y el ovocito están conectados por uniones comunicantes, el GMP cíclico también disminuye en el ovocito, lo que provoca la reanudación de la meiosis. ^{[ 10 ]} La meiosis continúa entonces hasta la segunda metafase, donde se detiene nuevamente hasta la fecundación. La hormona luteinizante también estimula la expresión génica que conduce a la ovulación. ^{[ 11 ]}

Los ovocitos primarios alcanzan su máximo desarrollo alrededor de las 20 semanas de gestación, cuando se han formado aproximadamente siete millones. Al nacer, este número ya se ha reducido a aproximadamente 1-2 millones. En la pubertad, el número de ovocitos disminuye aún más hasta llegar a unos 300 000, y solo se producirán entre 400 y 500 ovocitos maduros durante la vida de una mujer; los demás sufrirán atresia (degeneración). ^{[ 13 ]}

La siguiente fase de la ootidogénesis ocurre cuando el ovocito primario experimenta meiosis para desarrollarse en una etapa ootídea de un óvulo inmaduro. ^{[ 14 ]} Aunque este proceso comienza en la edad prenatal, se detiene en la profase I. En la etapa fetal tardía, todos los ovocitos, aún ovocitos primarios, se han detenido en esta etapa de desarrollo, llamada dictiote . Después de la menarquia , estas células continúan desarrollándose, aunque solo unas pocas lo hacen en cada ciclo menstrual .

El ciclo ovárico se divide en varias fases:

• Folicologénesis : Sincrónicamente con la ootidogénesis , el folículo ovárico que rodea al oótido se ha desarrollado desde un folículo primordial hasta uno preovulatorio. El folículo primario tarda cuatro meses en convertirse en preantral, dos meses en convertirse en antral , y luego pasa a ser un folículo de Graaf maduro . El folículo primario tiene células de revestimiento del ovocito que van desde el suelo hasta el cubo y comienzan a proliferar, aumentando la actividad metabólica del ovocito y las células foliculares , que liberan glicoproteínas y proteoglicanos ácidos que formarán la zona pelúcida , que acompaña la instalación. En el folículo secundario preantral, comienzan a formarse las células de la teca interna y externa . La aromatasa , producida por las células foliculares, transforma los andrógenos producidos por la teca interna en estrógenos bajo la estimulación de la FSH . La LH estimula a las células de la teca para que produzcan andrógenos. En el folículo antral , hay un antro que contiene líquido folicular, el cual contiene estrógeno, para permitir el paso del folículo antral al folículo de Graaf. El antro folicular mueve el ovocito y se vuelve excéntrico; el ovocito siempre está rodeado por la zona pelúcida y por células foliculares que forman el cúmulo oóforo . Las células más internas se denominan corona radiada . En esta etapa, el ovocito produce gránulos corticales que contienen glicoproteínas ácidas . ^{[ 16 ]}
• Selección del folículo dominante: El folículo con mayor número de receptores de FSH será el más favorecido, induciendo simultáneamente la muerte de los demás folículos (de 3 a 10 folículos antrales que entran en esta fase cada mes). Las bajas concentraciones de estrógeno inhibirán la producción de FSH por la hipófisis mediante retroalimentación negativa, por lo que los folículos restantes se acumularán en el antro folicular en lugar de andrógenos.
• Folículo de Graaf: El estrógeno en otras concentraciones induce la liberación de LH, cuyo pico se denomina pico de LH , el cual induce etapas que conducirán a la ruptura folicular. Los receptores de LH también aparecen en las células foliculares, que estimulan al ovocito a convertirse en un ovocito secundario , bloqueado en metafase , a la espera de la fertilización . La LH también estimula a las células del cúmulo del oóforo a liberar progesterona .
• Ovulación : ruptura del folículo, liberación del ovocito con zona pelúcida y células de la corona radiadas. La membrana de revestimiento se adelgaza en el ovario donde se rompe el folículo y las células adheridas a él emergen del estigma. El óvulo es recogido por las fimbrias en la trompa de Falopio (oviducto), donde puede tener lugar la fecundación en la ampolla , la parte más ancha del oviducto donde suele ocurrir la fecundación.
• Formación del cuerpo lúteo : A partir de las estructuras remanentes del folículo, se forma el cuerpo lúteo. Inicialmente, se forma un coágulo, que posteriormente es reemplazado por tejido conectivo laxo ; las células que forman los cordones sólidos son las células foliculares y las células de la teca externa (células luteínicas de Tecali) e interna ( células de la granulosa ). El cuerpo lúteo aumenta la concentración de progesterona, que es estimulada constantemente por la LH. Si el óvulo no es fecundado, el cuerpo lúteo degenera ( cuerpo albicans ); si se implanta , permanece hasta los tres meses de embarazo, donde su función es reemplazada por la placenta (producción de progesterona y estrógeno). El nivel de LH (necesario para mantener vivo el cuerpo lúteo) es reemplazado por la gonadotropina coriónica humana . ^{[ 17 ]}

El ciclo uterino ^{[ 18 ]} ocurre en paralelo al ciclo ovárico y es inducido por estrógeno y progesterona. El endometrio , formado por un epitelio cilíndrico monoestratificado, con glándulas uterinas (tubulares simples), conectivo con una capa superficial funcional (dividida en una capa esponjosa, una capa compacta y una capa basal más profunda, que siempre se mantiene, presenta cuatro fases:

• Fase proliferativa: Del quinto al decimocuarto día del ciclo ovárico , está condicionada por los estrógenos . Se restablece la capa funcional del útero, con división mitótica de la capa basal.
• Fase secretora: del día 14 al 27 del ciclo ovárico, influenciada por la progesterona producida por el cuerpo lúteo . Las células se vuelven hipertróficas y las glándulas tubulares comienzan a producir glucógeno.
• Fase isquémica: inicio de la fase menstrual, de 27 a 28 días.
•  Fase regresiva o descamativa de 1 a 5 días, las arterias en forma de espiral sufren isquemia y la capa funcional se desprende.

Si, por el contrario, se produce la fecundación, la mucosa uterina se modifica para dar cabida al óvulo fecundado y se mantiene la fase secreta.

Ambos cuerpos polares se desintegran al final de la meiosis II , quedando solo el oótido, que posteriormente madura hasta convertirse en un óvulo maduro.

La función de la formación de los cuerpos polares es desechar los conjuntos haploides adicionales de cromosomas que han resultado como consecuencia de la meiosis.

La maduración in vitro ( MIV ) es la técnica que permite la maduración de los folículos ováricos fuera del cuerpo . Puede realizarse antes de la FIV . En estos casos, la hiperestimulación ovárica no es esencial. Los ovocitos pueden madurar fuera del cuerpo antes de la FIV. Por lo tanto, no es necesario inyectar gonadotropinas (o al menos una dosis menor). ^{[ 19 ]} Se han cultivado óvulos inmaduros hasta su maduración in vitro con una tasa de supervivencia del 10%, pero la técnica aún no está disponible clínicamente. ^{[ 20 ]} Con esta técnica, el tejido ovárico criopreservado podría utilizarse para producir ovocitos que puedan someterse directamente a la fertilización in vitro . ^{[ 20 ]}

Por definición, significa recapitular la ovogénesis de los mamíferos y producir ovocitos fertilizables in vitro . Es un proceso complejo que involucra varios tipos de células diferentes, interacciones recíprocas precisas entre células foliculares y ovocitos, una variedad de nutrientes y combinaciones de citocinas , y factores de crecimiento y hormonas precisas dependiendo de la etapa de desarrollo. ^{[ 21 ]} En 2016, dos artículos publicados por Morohaku et al. y Hikabe et al. informaron procedimientos in vitro que parecen reproducir eficientemente estas condiciones permitiendo la producción, completamente en una placa, de un número relativamente grande de ovocitos que son fertilizables y capaces de dar lugar a descendencia viable en el ratón . Esta técnica puede ser especialmente beneficiosa en pacientes con cáncer donde, en la condición actual, su tejido ovárico se criopreserva para preservar la fertilidad. Como alternativa al trasplante autólogo , el desarrollo de sistemas de cultivo que apoyan el desarrollo de ovocitos desde la etapa del folículo primordial representa una estrategia válida para restaurar la fertilidad . Con el tiempo, se han realizado numerosos estudios con el objetivo de optimizar las características de los sistemas de cultivo de tejido ovárico y mejorar las tres fases principales: 1) activación de los folículos primordiales; 2) aislamiento y cultivo de los folículos preantrales en crecimiento; 3) extracción del entorno folicular y maduración de los complejos cúmulo-ovocito. Si bien se ha logrado el desarrollo completo de ovocitos in vitro en ratones, con la producción de crías vivas, el objetivo de obtener ovocitos de calidad suficiente para sustentar el desarrollo embrionario no se ha alcanzado completamente en mamíferos superiores a pesar de décadas de esfuerzo. ^{[ 22 ]}