Kriyoprezervasyon teknolojisinin doğurganlık sektöründeki rolü

Kriyoprezervasyon, uzun bir süre boyunca canlılığı korumak için biyolojik numunelerin dondurulmuş halidir. Kriyoprezervasyon teknolojisi kriyobiyoloji altında gelir, düşük sıcaklıkların etkilerini inceleyen biyoloji anlamına gelir. Doğurganlık sektöründeki çığır açan ilerleme, gonadal dokunun (yumurtalık ve testis dokuları), gametlerin (sperm ve oositler) ve embriyoların kriyoprezervasyonu ile sağlanmıştır. Kriyoprezervasyon teknolojisi ile klinik araştırmacıların bu başarısı, hayvan krallığının korunmasında başarı yolunun oluşturulmasına yardımcı oldu.

Kriyoprezervasyon teknikleri, doğurganlıklarını korumak için hem erkek hem de kadınlara uygulanabilir ve ART (yardımcı üreme teknikleri) için yararlı bir araçtır.

Kriyoprezervasyon teknolojisinin temelleri

Oositlerin veya spermatozoanın kriyoprezervasyonu, üreme hücrelerinin kriyoprezervasyonu olarak adlandırılır ve üç aşamadan oluşur – dondurma, depolama ve çözülme. İlk aşamada, izole edilmiş üreme hücreleri kriyoprotektanlara maruz kalır ve daha sonra sıfır sıcaklığına kadar soğur. Dondurulduktan sonra, ürün canlılığı korumak için optimum durumda saklanır. İmplantasyondan önce kriyoprotektanların çözdürülmesi, seyreltilmesi ve uzaklaştırılması takip edilir. Hücre içi buz oluşumu ozmotik basıncı değiştirebilir ve hücre zarına zarar verebilir ve donmuş hücrelerin yaşayabilirliğini tahrip edebilir. Bu nedenle, dondurma ve çözdürme prosedürü sırasında uygun ozmotik basınç yönetimi başarılı kriyoprezervasyon tekniği için çok önemlidir. Cryopreservation tekniğindeki yeni ilerleme, canlılık için gerekli olan hücresel fiziksel özellikleri koruduğu için donmuş hücresel hasarın kapsamını sınırlar.

Kriyoprezervasyon tekniği, dondurularak saklanan hücrelerin ve dokuların, işlevselliği veya genetik sekansı değiştirmeden yüzyıllar boyunca yaşayabilirliğini korur, bu da bu tekniğin doğurganlık sektöründeki önemini büyük ölçüde artırır.

Kriyoprezervasyon Teknolojisinin hayvan yetiştiriciliği sektöründe uygulanması

Kriyoprezervasyon Teknolojisi, nesli tükenmekte olan hayvanların, nadir ve / veya değerli hayvanların sayısını artırmak için uygulanır. Birçok hayvanın varlığının soyu tükendiği ve bazılarının çok sayıda çocuk ölüm oranı veya akrabalı depresyon nedeniyle tehlike altında olduğu gözlenmiştir. Kötü hayvan yönetimi ve ölümcül hastalıkların endemik atakları genellikle bu tür sonuçlardan sorumludur. Hayvanları kurtarma girişimi, araştırmacıları hayvan verimliliği konusunda çalışmaya istekli hale getirdi. Başlıca amaçlardan biri hayvanlarda germplazmın korunması ve transplantasyonla birlikte gonadal kriyoprezervasyonun bunun için uygun bir seçenektir.

Kriyoprezervasyon Teknolojisinin insan doğurganlığı sektöründe uygulanması

Kanserden etkilenen ergenlik öncesi çocuklar gonadotoksik tedavilere veya kastrasyon ameliyatına başlamadan önce testis dokularını kriyo-prezerve edebilirler. Benzer şekilde, yumurtalık dokusunun kriyoprezervasyonu, ergenlik öncesi kızların kanser tedavisinden veya üreme hastalığına neden olan diğer rahatsızlıklardan önce doğurganlığı korumaları için bir seçenektir. Yumurtalık dokusu korunması, erken menopoz veya kemoterapi uygulaması nedeniyle azalan gonadal fonksiyon riski daha yüksek olan kadınların fertilitesini korumak için tek seçenektir. Testiküler doku ve yumurtalık korteksinin kriyoprezervasyonu, acil kemoterapi gerektiren kanser hastalarında doğurganlığı korumak için uygulanabilir umut verici tekniklerdir.

Araştırmacılar, kriyoprezervasyon teknolojisini ve doğurganlık sektöründeki rolünü keşfetmeye büyük ilgi gösterdiler. ICSI (intrasitoplazmik sperm enjeksiyonu), gamet izolasyonu ve korunması, in vitro ve in-vivo döllenme, embriyo kültürü ve olgunlaşma gibi gelişmiş doğurganlık tedavi prosedürlerinin tamamı sofistike kriyoprezervasyon teknolojisine dayanmaktadır.

Hastalık koşulları, doğurganlığın korunması için Kriyoprezervasyon Teknolojisi gerektirir

Kriyoprezervasyon sadece radyasyon tedavisi veya kemoterapi gerektiren kanser hastaları için değil, aynı zamanda pelvik hastalıklar ve enflamatuar bozukluklar gibi diğer hastalık durumları için de yararlıdır. Mosaic Turners sendromu gibi anormal kromozomal durumlar da doğurganlığın korunması için kriyoprezervasyon teknolojisi gerektirir.

Kriyoprezervasyon tekniklerinin ön sınıflandırması

Kriyobiyolojinin ilerlemesi, daha verimli kriyoprezervasyon tekniklerinin geliştirilmesine yardımcı olur. Ön aşamada, tek yavaş soğutma işlemi mevcuttu, ancak bu alandaki yenilik ve evrimdeki ilerleme vitrifikasyon tekniğini icat etti. Vitrifikasyon tekniği yavaş soğutma işleminden daha basit ve verimlidir.

Yavaş soğutma / Yavaş dondurma işlemi

Geleneksel testiküler doku kriyoprezervasyonu yavaş soğutma işlemi altında gerçekleştirilir. Bu işlemde, hücre içi buz kristali oluşumunu önlemek için soğutma hızı optimum seviyede tutulur. Optimize iletkenliği koruyarak numunenin düzgün şekilde soğutulması, yavaş soğutma işleminde bir zorluktur. Kontrollü yavaş dondurma ve kontrolsüz yavaş dondurma iki tip yavaş dondurma işlemidir. Kontrollü yavaş dondurma ve vitrifikasyon tekniği sadece yumurtalık dokusu kriyoprezervasyonu için kullanılabilir, ancak kontrolsüz yavaş dondurma protokolü insan testis dokularını kriyo-koruyabilir. Kontrollü yavaş dondurma ve vitrifikasyon tekniğinin karşılaştırılması çelişkili bir sonuç sağlar. Bununla birlikte, kontrollü yavaş dondurmanın, hamilelikler ve canlı doğumlar geliştirerek umut verici bir sonuç verdiğini kanıtlamak için yeterli çalışma bulgusu vardır.

cam haline getirme

Bu işlemde sıvı, kristalleşmeyi önlemek için hızlı soğutma işlemi ile viskozitenin hızlı bir şekilde arttırılması nedeniyle katılaşır. Bu nedenle, hücre içi ve hücre dışı dokular buz oluşumundan korunur. Vitrifikasyon işlemi uygun maliyetli bir tekniktir. Yüksek osmolalite çözeltisi, sıvı azot içine hızlı daldırma ile kullanılır ve bunun sonucunda donma süresi kısalır. İlk gelişim aşamasında, yumurtalık dokuları vitrifikasyon kullanılarak korunabilir. Ancak yumurtalık dokusunun nekroz olasılığı yüksektir. Daha sonra vitrifikasyon tekniğinin geliştirilmesi oosit kriyoprezervasyonu için tutarlı bir yaklaşım haline gelir. Tekniğin yeni gelişimi, insan folikül dokularının ve yumurtalık dokularının daha iyi hayatta kalmasını sağlayan iğne daldırma vitrifikasyonunu başlattı.

Kriyoprezervasyon tekniklerinin doğurganlığın korunmasında uygulanması

Gonadal dokuların otogreftlenmesi

Erken yumurtalık yetmezliği olan kadın kanserden kurtulanlar, kriyo-prezerve edilmiş yumurtalık dokusunun otogreftlenmesinden potansiyel fayda sağlayabilirler. Bu süreç üreme hormonal işlevselliğinin geri kazanılmasına yardımcı olur. Ortoptopik ve heterotopikal, transplant over dokusuna uygulanabilen iki otogreft kriyoprezervasyon tekniğidir. Yumurtalık doku kriyoprezervasyon ve otogreft prosedürlerinin kabulü dünya çapında artmaktadır. Yumurtalık dokusu işleyen restorasyonun iki temel amacı yaşam kalitesinin iyileştirilmesi ve üreme işlevinin yeniden kurulmasıdır. Yumurtalık doku otogreftleme sürecini seçerek insan doğurganlığını geri kazandığına dair kanıtlar sağlayan birçok başarı öyküsü vardır. Alternatif olarak, hayvanlarda testiküler doku nakli de kullanılabilir, ancak insanlarda testiküler dokuların otogreftlenmesi ile ilgili klinik çalışma raporu alınmamıştır.

Gonadal dokuların ksenograflanması

Ksenografting, kanserden etkilenen hastalar için ikili bir amaca sahiptir. Folikül olgunlaşmasına izin verir ve aynı zamanda kanser iletiminin ve nüksün saptanması için yardımcı bir araç görevi görür. Antral folikül, dondurulmuş yumurtalık dokusunun ksenogrefisi indüklendikten sonra gelişti. Bir insan araştırma çalışması ayrıca, kriyo-prezerve edilmemiş olgunlaşmamış testis dokusunun ksenograftasyonunun, erkek doğurganlığının korunmasına yardımcı olabilecek spermatogenez ve spermatogoninin proliferasyonuna ilerleyebileceğini bulmuştur.

Gonadal dokuların in vitro kültürü

Bir hayvan çalışması, kriyo-prezerve edilmiş yumurtalık korteksinin in-vitro kültürünün foliküler sağkalımı ve büyümeyi arttırdığını bildirmiştir. Testis dokularının otogreftlenmesi maligniteyi tekrar dahil etme olanağına sahiptir. Bu olumsuz etkiyi önlemek için testiküler dokularda in vitro kültür spermatogenezi geliştirilmiştir. Bir hayvan araştırma çalışması, in-vitro spermatogenezin test hayvan testisindeki fonksiyonel sperm sayısını arttırdığını göstermiştir.

Germplasm kriyoprezervasyon

Kriyoprezervasyon tekniğinin kullanılması, doğurganlık sektöründe umut verici bir alandır. Çeşitli germplazm kriyoprezervasyonu, doğurganlık tedavisi aralığını arttırır. Şu anda, spermin kriyoprezervasyonu, erkek üreme olasılıklarının tehdit altında hasar görmesi durumunda sıklıkla erkek doğurganlığını korumak için uygulanan iyi bilinen bir tekniktir. Sperm kriyoprezervasyon tekniği, sperm-kriyo-bankacılık ve meni kriyoprezervasyon, kriyolojide ortaya çıkan alanlardır. Kanserden kurtulanlar ve diğer biyoteknolojik uygulamalar için erkek doğurganlığını desteklerler. Hem semen koruma hem de DNA kriyoprezervasyon teknikleri, insan doğurganlığının korunmasının yanı sıra nesli tükenmekte olan hayvan türlerini koruyarak biyolojik çeşitliliğin korunmasına yardımcı olur.

Oositler ve embriyo kriyoprezervasyon, kadın genetiğini koruyabilen onaylanmış iki dişi germplazm koruma tekniğidir. Ancak kadın gametlerin ilk gelişim aşamasında, kriyoprezervasyon teknikleri erkek gametlerden çok zordu. Aynı erkek gametlerin kriyoprezervasyon teknikleri kompozisyon, boyut ve ilişkili yapısal farklılıklar nedeniyle başarılı sonuç veremez.

Kadın gametlerinin kriyoprezervasyonu için ana endişe hücre içi buz oluşumudur. Hatta yavaş soğutma oranları, hücre içi buz oluşumu nedeniyle dişi gametlerin hücre içi yapılarına zarar verebilir. Klinik araştırmacılar, soğutma oranını değiştirerek bu sorunları çözmek için büyük çaba sarf etmişlerdir. Evrim aşamasındaki hızlı soğutma, önemli gelişmeler sağlar. Bazı durumlarda, kriyoprezervasyon sırasında oositlerin soğutma etkisinin üstesinden gelmek için plazma membran stabilizatörleri kullanılır. Plazma membran stabilizatörleri olarak genellikle linoleik asit-albümin (proteinler), Butillenmiş Hidroksitoluen (antioksidan) veya trehaloz veya sükroz (şeker) eklenir. Kromozomal segregasyon, yeni toplanmış oositlerle ilişkili yaygın bir sorundur. Ancak, oositlerin kriyoprezervasyon tekniğinde kolin takviyesi ve daha yüksek bir sükroz konsantrasyonu eklenmesi kromozomal segregasyondan korur. Bununla birlikte, uygun olmayan oositlerin kriyoprezervasyonunun kromozom anormallikleri riskini artırabileceğinden bahsetmek gerekir.

Oosit kriyoprezervasyonu 2 ila 3 hafta içinde mümkün olabilir ve bu nedenle kanserden etkilenen genç kadın hastalar gibi tıbbi acil durumlarda kadın doğurganlığını desteklemek için doğurganlık sektöründe çok geniş bir uygulamadır.

Embriyoların kriyo-bankacılığı sadece insanlarda uygulanmakla kalmaz, aynı zamanda nesli tükenmekte olan bir hayvanın sayısını arttırmak için yardımcı bir araç olarak da kullanılabilir. Hem oositlerin hem de spermatozoanın prolog korunması, gametlerin kriyo-korunması altındadır ve yardımcı üreme tekniklerinde önemli bir rol oynar. Gametlerin dondurulması, bağışçılar ve alıcılar arasındaki coğrafi mesafe bariyerini kırmıştır. Kriyoprezervasyon yoluyla in vitro fertilizasyon veya suni döllenme, canlı gametlerin potansiyel kullanılabilirliğini elde etme şansı ile uzakta bulunan kişiler için mümkün olabilir.

Germplasm kriyoprezervasyon, hem erkek hem de kadın için tek ebeveynlik seçenekleri sunar. Ölü veya diri tehlikede olan erkek ve dişi popülasyonun genetik materyali, spermatozoa, oositler ve embriyo kriyoprezervasyonu yoluyla elde edilebilir ve korunabilir.

Kriyoprezervasyon tekniklerinin geliştirilmesi

Teknolojideki sürekli iyileştirme, gametlerin ve embriyoların kalıcı olarak korunmasına da izin verir. Araştırma stratejilerinin modernizasyonu artık en uygun izolasyon süreci için yeni teknolojilerin geliştirilmesini ve en erken aşamada erkek ve dişi gamet teknolojilerinin korunmasını ve sonuç olarak olgunlaşmasını başlatmaktadır. Gonadal doku nakli erken evre haploid gamet olgunlaşmasını ve gelişimini destekler.

Testis doku nakli

Kriyoprezervasyon tekniklerinin gelişmesi nedeniyle testis doku nakli mümkün olabilir. Testis doku nakli, kanser tedavisi gören veya steriliteye neden olabilecek bir hastalıktan muzdarip olan genç erkekler ve çocuklar için doğurganlığı koruma kapsamı sağlar. Gonadal dokular kanser tedavisine başlamadan önce alınır ve kriyoprezervasyon teknikleri kullanılarak doğurganlığı korur. Kriyo-prezerve gonadal dokular, ileride kullanılmak üzere kriyo-bankacılıkta depolanmaktadır.

Testis dokusu kriyoprezervasyonu puberte öncesi erkek doğurganlığını korumak için mevcut tek tekniktir. Testiküler doku kriyoprezervasyonu, spermatogonial kök hücreleri elde etmek için farklı testis hücrelerinin korunmasına izin verir ve hücrenin somatik ve mikrop hücreleri arasındaki hücre temaslarına izin verir. Kriyo-prezervatif olgunlaşmamış testis dokusu farklı ART’ta fertilite tedavisi için de kullanılabilir.

Olgunlaşmamış testisin doku dokusu yetişkin testisinden farklıdır. Uygun kriyoprezervasyon, olgunlaşmamış testisin daha da gelişmesine izin verebilir. Bu nedenle, hem kriyoprezervasyon protokolü hem de protokolün uyumu, kriyo-prezervatif olgunlaşmamış testisin başarılı gelişimi için çok önemlidir. Tam gelişim evresinin tamamlanmasından sonra erişkin kriyo-prezerve testis dokusu veya kriyoprezerve testis dokuları sperm kaynağı olarak kullanılır. Bu dokulardan ekstrakte edilen sperm, doğurganlık tedavisi için kullanılır. Ayrıca, kriyo-prezerve edilmiş spermatozoa ve semen, doğurganlık sektöründe yaygın olarak kullanılan iyi bilinen tekniklerdir.

Kriyoprezervasyon teknikleri fetal testis doku transplantasyonunda da uygulanabilir ve bu dokular serum testosteron seviyesini artırabilir ve böylece sperm kalitesini artırabilir. İn vitro araştırma raporu ayrıca, kriyo-prezerve edilmiş puberte öncesi testis dokularının hormon üretebildiğini göstermiştir.

Yumurtalık dokusu nakli

Kadın üreme sistemindeki yumurtalık işlevselliği ve foliküler gelişim mekanizması yumurtalık dokusu nakli ile değerlendirilebilir. Ancak, verici ve alıcı arasındaki senkronizasyon eksikliği nedeniyle taze yumurtalık dokusunun derhal nakledilmesi oldukça imkansızdır. Kriyoprezervasyon teknikleri, yumurtalık dokusunu koruma fırsatı verir. Dondurularak saklanan yumurtalık dokusu, ileride kullanılmak üzere kriyo-bankacılık tesisinde saklanır. Araştırma kanıtları, kriyo-prezerve edilmiş çözülmüş yumurtalık dokusunun, uygun organ kültürü sistemi altında uzun bir süre hayatta kalabileceğini ve nakil amacıyla kullanılabileceğini göstermiştir. İlk insan bebeği, dondurulmuş çözülmüş yumurtalık dokusunun otolog transplantasyonu kullanılarak 2004 yılında doğdu. O zamandan beri, 37 çocuk kriyo-prezerve edilmiş yumurtalık dokusu ile doğmuştur ve bu da bu tekniğin doğurganlık sektöründe başarılı bir şekilde kullanılmasını açıkça ortaya koymaktadır.

Sonuç

Doğurganlık sektörünün ilerlemesi ancak kriyoprezervasyon tekniğinin kullanılması ve geliştirilmesi ile mümkündür. Kriyoprezervasyon, mevcut doğurganlık tedavilerine zorunlu olarak eklenir. Gametlerin kriyoprezervasyon, embriyo kriyoprezervasyonunun farklı olgunlaşma aşamalarında dahil olduğu kriyoprezervasyon tekniklerinin kullanılması, doğurganlık tedavisinin başarısını arttırır. Bireyselleştirilmiş doğurganlık tedavisi sadece bu tür farklı kriyoprezervasyon türleri ile mümkündür. Kriyoprezervasyon teknikleri sadece insan doğurganlığını korumakla kalmaz, aynı zamanda nesli tükenmekte olan hayvan popülasyonunu koruyarak hayvan krallığının biyolojik çeşitliliğinin dengelenmesine yardımcı olur.