Publication: Characterization of EGF and IGF-1 system in the ovary and its role in in vitro maturation of guinea pig oocytes
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2018-11-14
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Universidad Complutense de Madrid
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Abstract
Among non-primate species, guinea pig (Cavia porcellus) is used as a laboratory animal since the late 18th century and remains an essential species in many areas of research. It is an excellent animal model for the study of reproduction in humans and domestic animals because of spontaneous ovulation and active corpora lutea, long gestation period and type of placenta. As in woman, guinea pigs have small to medium-sized litters, low ovulation rate and only few preimplantation embryos can be obtained from one female. Similarly, the immature resting oocytes in the guinea pig ovary are on the true diplotene stage as in women and they are more sensitive to ionic radiation than mice oocytes. Therefore, some studies have suggested that guinea pig may represent an alternative animal model than mice for investigations on ovarian infertility in women that show premature ovarian failure as a consequence of radiotherapy. In this sense, it is widely known that the insulin like growth factor (IGF-1) and epidermal growth factor (EGF) are implied in the regulation of many ovarian processes throgouth their receptors. EGF and its receptor (EGF-R) are involved in the ovulation process, oocyte maturation, steroidogenesis of follicle and luteinization of corpus luteum in humans and animal species. In addition, Insulin-like growth factor-1 (IGF-1) system plays an important role in the regulation of ovarian folliculogenesis, steroidogenesis and apoptosis prevention and is luteotropic in corpus luteum and promotes early embryo development. Firthermore, the gene expression of IGFs and their binding proteins (IGFBPs) differ from women with normal ovaries and those with polycystic ovary syndrome (PCOS). Nowadays, animal models for the study of ovarian physiology in relation with these growth factors and this syndrome are lacking but there is clear evidence that the role of the EGF and IGF system in relation to follicular health needs to be further investigated. Both systems are important for the normal function of the ovary in animals and human. However, no studies in guinea pig model exist in relation with the effect of both EGF and IGF-1 systems in the ovary and the quality of the oocytes. For these reasons, the characterization of EGF and IGF-1 system in the guinea pig ovary could be an approach to establish a suitable model for the study of mechanisms of ovarian health that can help to elucidate ovarian failure process derived of imbalance in these growth factors...
Entre las especies no primates, la cobaya (Cavia porcellus) se utiliza como animal de laboratorio desde finales del siglo XVIII en muchas áreas de investigación. Además, es un buen modelo animal para el estudio de la reproducción en humanos y animales domésticos debido a su ovulación espontánea, cuerpo lúteo activo, largo período de gestación y tipo de placenta. De manera similar a la mujer, la cobaya tiene un tamaño de camada pequeño y baja tasa de ovulación, de tal forma que solo unos pocos embriones preimplantacionales pueden ser obtenidos de una hembra. Así mismo, los oocitos inmaduros en reposo en el ovario de la cobaya se encuentran en la etapa de Diplotene como en la mujer, y son más sensibles a la radiación iónica que los oocitos de ratones. Por lo tanto, algunos estudios han sugerido que la cobaya puede representar un modelo animal alternativo para las investigaciones sobre infertilidad ovárica comoconsecuencia de la radioterapia. En este sentido, el factor de crecimiento similar a la insulina (IGF-1) y también el factor de crecimiento epidérmico (EGF) están implicados en la regulación de muchos procesos fisiológicos ováricos a través de la unión con sus receptores. Así, el EGF y su receptor (EGF-R) regulan la ovulación, la maduración del oocito, la esteroidogénesis del folículo y la luteinización del cuerpo lúteo en humanos y en distintas especies animales. Además, el factor de crecimiento similar a la insulina tipo 1 (IGF-1) juega un papel importante en la regulación de la foliculogénesis ovárica, en la esteroidogénesis, en la prevención de la apoptosis; es luteotrópico en el cuerpo lúteo y promueve el desarrollo embrionario temprano. Además, la expresión génica del EGF, IGF-1 y sus proteínas de unión (IGFBPs) difieren de las mujeres con ovarios normalesy de aquellas que tienen el síndrome de ovario poliquístico (PCOS, Polycystic OvarianSyndrome). Actualmente, los modelos animales para el estudio de la fisiología ovárica son escasos, pero hay evidencias claras de que el papel del sistema EGF e IGF en relación con la salud folicular necesita ser investigado más a fondo ya que ambos sistemas son importantes para la función normal del ovario en animales y humanos. Sin embargo, no existen estudios en el modelo de la cobaya en relación con el efecto de ambos sistemas EGF e IGF-1 en el ovario y la calidad de los oocitos. Por estas razones, la caracterización del sistema del EGF y del IGF-1 en el ovario de cobaya podría ser un enfoque para establecer un modelo adecuado para el estudio de la fisiología ovárica, que pueda ayudar a elucidar el proceso de fallo ovárico derivado del desequilibrio en estos factores de crecimiento...
Entre las especies no primates, la cobaya (Cavia porcellus) se utiliza como animal de laboratorio desde finales del siglo XVIII en muchas áreas de investigación. Además, es un buen modelo animal para el estudio de la reproducción en humanos y animales domésticos debido a su ovulación espontánea, cuerpo lúteo activo, largo período de gestación y tipo de placenta. De manera similar a la mujer, la cobaya tiene un tamaño de camada pequeño y baja tasa de ovulación, de tal forma que solo unos pocos embriones preimplantacionales pueden ser obtenidos de una hembra. Así mismo, los oocitos inmaduros en reposo en el ovario de la cobaya se encuentran en la etapa de Diplotene como en la mujer, y son más sensibles a la radiación iónica que los oocitos de ratones. Por lo tanto, algunos estudios han sugerido que la cobaya puede representar un modelo animal alternativo para las investigaciones sobre infertilidad ovárica comoconsecuencia de la radioterapia. En este sentido, el factor de crecimiento similar a la insulina (IGF-1) y también el factor de crecimiento epidérmico (EGF) están implicados en la regulación de muchos procesos fisiológicos ováricos a través de la unión con sus receptores. Así, el EGF y su receptor (EGF-R) regulan la ovulación, la maduración del oocito, la esteroidogénesis del folículo y la luteinización del cuerpo lúteo en humanos y en distintas especies animales. Además, el factor de crecimiento similar a la insulina tipo 1 (IGF-1) juega un papel importante en la regulación de la foliculogénesis ovárica, en la esteroidogénesis, en la prevención de la apoptosis; es luteotrópico en el cuerpo lúteo y promueve el desarrollo embrionario temprano. Además, la expresión génica del EGF, IGF-1 y sus proteínas de unión (IGFBPs) difieren de las mujeres con ovarios normalesy de aquellas que tienen el síndrome de ovario poliquístico (PCOS, Polycystic OvarianSyndrome). Actualmente, los modelos animales para el estudio de la fisiología ovárica son escasos, pero hay evidencias claras de que el papel del sistema EGF e IGF en relación con la salud folicular necesita ser investigado más a fondo ya que ambos sistemas son importantes para la función normal del ovario en animales y humanos. Sin embargo, no existen estudios en el modelo de la cobaya en relación con el efecto de ambos sistemas EGF e IGF-1 en el ovario y la calidad de los oocitos. Por estas razones, la caracterización del sistema del EGF y del IGF-1 en el ovario de cobaya podría ser un enfoque para establecer un modelo adecuado para el estudio de la fisiología ovárica, que pueda ayudar a elucidar el proceso de fallo ovárico derivado del desequilibrio en estos factores de crecimiento...
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Tesis de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Veterinaria, Departamento de Fisiología (Fisiología Animal), leída el 29/06/2017