Zentralbl Gynakol 2003; 125(11): 452-457
DOI: 10.1055/s-2003-44574
Originalarbeit

© Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Die Apoptoseaktivität in Cumuluszellen als ein Indikator der Eizellqualität in der Assistierten Reproduktion

Cumulus Cell Apoptosis as a Predictor for Oocyte Quality in Artificial Reproduction TechniqueA. Alisch1 , K. Rüping1 , F. Köster1 , B. Schöpper1 , M. Baum2 , D. Finas1 , R. Felberbaum1 , S. Dor2 , S. Al-Hasani1 , K. Diedrich1
  • 1Bereich Reproduktionsmedizin und gynäkologische Endokrinologie, Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe, Universität zu Lübeck
  • 2Sheba Medical Center Tel Aviv, Israel
Further Information

Publication History

Publication Date:
21 November 2003 (online)

Zusammenfassung

Fragestellung: Um prädiktive Aussagen über einen Erfolg in der assistierten Reproduktion machen zu können, ist man auf der Suche nach reliablen Tests, um die Qualität der verwendeten Oozyten und Spermatozoen überprüfen zu können. Beispielsweise ist eine direkte Beurteilung der Ooyzte neben einer groben morphologischen Abschätzung nicht möglich. Aufgrund der engen Beziehung zwischen der Oozyte und den sie umgebenden Cumuluszellen könnte eine nähere Untersuchung der Cumuluszellen als Prädiktor für die Eizellqualität geeignet sein. In dieser Arbeit soll die apoptotische Aktivität der Cumuluszellen mit der Eizellqualität und dem Erfolg der IVF-Behandlung verglichen werden.
Material und Methode: Mithilfe des Comet Assay wurde im Rahmen der Sterilitätsbehandlung mit intrazytoplasmatischer Spermieninjektion (ICSI) an insgesamt 246 gewonnenen und vereinzelten Cumulus-Eizell-Komplexen der Anteil apoptotischer Cumuluszellen jedes einzelnen Komplexes bestimmt und mit der Qualität der jeweiligen Eizelle verglichen. Bei insgesamt 86 Patientinnen wurde die Gesamtrate an apoptotischer Aktivität der Cumuluszellen mit dem Erfolg der IVF-Behandlung verglichen.
Ergebnisse: Unsere Ergebnisse zeigen tendenziell, dass Oozyten aus Cumuli mit geringem Anteil apoptotischer Zellen zu qualitativ besseren Embryonen heranreifen. Die detektierten Unterschiede hinsichtlich des Schwangerschaftsoutcomes waren statistisch nicht signifikant.
Schlussfolgerungen: Die bisher erhaltenen tendenziellen Unterschiede stehen in Einklang mit anderen bisher veröffentlichten Studien. Um statistisch gesicherte Parameter für die Vorhersage der Entwicklungschance einzelner Eizellen zu bekommen, bedarf es allerdings noch einer Erweiterung der Patientenzahl.

Abstract

Objective: To be able to predict the success of ART reliable tests for determining the quality of the oocytes are necessary. Apart from a vague morphologic assessment via microscopy a direct analysis of the oocyte quality is not possible. Because of the very close relation between the oocyte and the cumulus cells the analysis of the cumulus cells might give sufficient information on the oocyte quality. In this study we correlate the apoptotic activity of cumulus cells to the outcome of fertilized oocytes after Intracytoplasmic Sperm Injection (ICSI).
Material and Methods: 246 cumulus-oocyte-complexes from patients undergoing infertility treatment with the ICSI procedure were individually collected. The comet assay was used to determine the proportion of apoptotic cells within the cumulus population of each oocyte and correlated with oocyte fertilization and oocyte quality as well as with pregnancy outcome in 86 patients.
Results: We were able to show that high quality embryos correlate to a low rate of apoptotic cells in their corresponding cumuli. Differences regarding the pregnancy outcome were statistically not significant.
Conclusions: Our results on cumulus cell apoptosis and embryo quality confirm other publications. To arrive at statistically proven criteria for the further development of single oocytes an increase in the number of analyzed patients is necessary.

Literatur

  • 1 Al-Hasani S, Ludwig M, Palermo I, Kupker W, Sandmann J, Johannisson R, Fornara P, Sturm R, Bals-Pratsch M, Bauer O, Diedrich K. Intracytoplasmic injection of round and elongated spermatids from azoospermic patients: results and review.  Hum Reprod. 1999;  14 (Suppl 1) 97-107
  • 2 Billig H, Chun S Y, Eisenhauer K, Hsueh A J. Gonadal cell apoptosis: hormone-regulated cell demise.  Hum Reprod Update. 1996;  2 103-117
  • 3 Billig H, Futura I, Hsueh A JW. Gonadotropin-releasing hormone directly induces apoptotic cell death in the rat ovary: Biochemical and in situ detection of deoxyribonucleic acid fragmentation in granulosa cells.  Endocrinology. 1994;  134 245-252
  • 4 Bortz J, Lienert G, Boehnke K. Verteilungsfreie Methoden in der Biostatistik. 2nd ed. Springer-Verlag, Heidelberg 2000
  • 5 Diedrich K, Felberbaum R, Kupker W, al-Hasani S. New approaches to male infertility: IVF and microinjection.  Int J Androl. 1995;  18 (Suppl 2) 78-80
  • 6 Driancourt M A, Thuel B. Control of oocyte growth and maturation by follicular cells and molecules present in follicular fluid. A review.  Reprod Nutr Dev. 1998;  38 345-362
  • 7 Fairbairn D W, Olive P L, O'Neill K L. The comet assay: a comprehensive review.  Mutation Research. 1995;  339 37-59
  • 8 Felberbaum R, Diedrich K. Ovarian stimulation for in-vitro fertilization/intracytoplasmic sperm injection with gonadotrophins and gonadotrophin-releasing hormone analogues: agonists and antagonists.  Hum Reprod. 1999;  14 (Suppl 1) 207-221
  • 9 Host E, Mikkelsen A L, Lindenberg S, Smidt-Jensen S. Apoptosis in human cumulus cells in relation to maturation stage and cleavage of the corresponding oocyte.  Acta Obstet Gynecol Scand. 2000;  79 936-940
  • 10 Jose de los Santos M, Anderson D J, Racowsky C, Hill J A. Presence of Fas-Fas ligand system and bcl-2 gene products in cells and fluids from gonadotropin-stimulated human ovaries.  Biol Reprod. 2000;  63 1811-1816
  • 11 Kerr J F, Wyllie A H, Currie A R. Apoptosis: a basic biological phenomenon with wide-ranging implications in tissue kinetics.  Br J Cancer. 1972;  26 239-257
  • 12 Kupker W, Schlegel P N, Al-Hasani S, Fornara P, Johannisson R, Sandmann J, Schill T, Bals-Pratsch M, Ludwig M, Diedrich K. Use of frozen-thawed testicular sperm for intracytoplasmic sperm injection.  Fertil Steril. 2000;  73 453-458
  • 13 Lee K S, Joo B S, Na Y J, Yoon M S, Choi O H, Kim W W. Cumulus cells apoptosis as an indicator to predict the quality of oocytes and the outcome of IVF-ET.  J Assist Reprod Genet. 2001;  18 490-498
  • 14 Ludwig M, Schopper B, Katalinic A, Sturm R, Al-Hasani S, Diedrich K. Experience with the elective transfer of two embryos under the conditions of the german embryo protection law: results of a retrospective data analysis of 2 573 transfer cycles.  Hum Reprod. 2000;  15 319-324
  • 15 McKelvey-Martin V J, Green M HL, Schmezer P, Pool-Zobel B L, De Meo M P, Collins A. The single cell gel electrophoresis assay (comet assay): A European review.  Mutation Research. 1993;  288 47-63
  • 16 Nader S, Berkowitz A S, Maklad N, Wolf D P, Held B. Characteristics of patients with and without gonadotropin surges during follicular recruitment in an in vitro fertilzation/embryo transfer program.  Fertil Steril. 1986;  45 75-78
  • 17 Olive P L, Banath J P, Durand R E. Heterogeneity in radiation-induced DNA damage and repair in tumor and normal cells measured using the comet assay. Radiat.  Res. 1990;  122 86-94
  • 18 Ostling O, Johanson K J. Microelectrophoretic study of radiation-induced DNA damages in individual mammalian cells.  Biochem Biophys Res Commun. 1984;  123 291-298
  • 19 Palermo G, Joris H, Devroey P, Van Steirteghem A C. Pregnancies after intracytoplasmic injection of single spermatozoon into an oocyte.  Lancet. 1992;  340 17-18
  • 20 Perez G I, Tilly J L. Cumulus cells are required for the increased apoptotic potential in oocytes of aged mice.  Hum Reprod. 1997;  12 2781-2783
  • 21 Porter R N, Smith W, Craft I L, Abdulwahid N A, Jacobs H S. Induction of ovulation for in vitro fertilization using buserelin and gonadotropins.  Lancet. 1984;  2 1284-1285
  • 22 Raman R S, Chan P J, Corselli J U, Patton W C, Jacobson J D, Chan S R, King A. Comet assay of cumulus cell DNA status and the relationship to oocyte fertilization via intracytoplasmic sperm injection.  Hum Reprod. 2001;  16 831-835
  • 23 Rattanachaiyanont M, Leader A, Leveille M C. Lack of correlation between oocyte-corona-cumulus complex morphology and nuclear maturity of oocytes collected in stimulated cycles for intracytoplasmic sperm injection.  Fertil Steril. 1999;  71 937-940
  • 24 Rutherford A J, Subak-Sharpe R J, Dawson K J. Improvement of in vitro fertilization after treatment with buserelin, an agonist of luteinising hormone releasing hormone.  Br Med J. 1988;  296 1765-1768
  • 25 Scott L F, Sundaram S G, Smith S. The relevance and use of mouse embryo bioassays for quality control in an assisted reproductive technology program.  Fertil Steril. 1993;  60 559-568
  • 26 Singh N P, McCoy M T, Tice E L, Schneider E L. A simple technique for quantification of low levels of DNA damage in individual cells.  Exp Cell Res. 1988;  175 184-191
  • 27 Testart J, Belaisch-Allart J C, Forman R, Gazengel A, Strubb N, Hazput A, Strubb N, Frydman R. Influence of different stimulation treatment on oocyte characteristics and in vitro fertilization ability.  Human Reprod. 1989;  4 22-29
  • 28 Vinatier D, Dufour P H, Subtil D. Apoptosis: A programmed cell death involved in ovarian and uterine physiology.  Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 1996;  67 85-102

Frau Dr. med. A. Alisch

Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe

Universität zu Lübeck

Ratzeburger Allee 160

23538 Lübeck

Phone: +49 (0) 4 51/5 00 21 58

Fax: +49 (0) 4 51/5 05 93 34

Email: aa_elmo@yahoo.de