Gene expression and human oocyte maturation: transcriptional control and post-transcriptional mechanisms based on intercellular signalling via exosomal miRNAs in follicular microenvironment

Lo scopo di questa tesi è la caratterizzazione dei profili di espressione di mRNA e miRNA nel gamete femminile e nel suo microambiente, rispettivamente, in condizioni fisiologiche e non, al fine di i) valutare l'effetto della vitrificazione sul profilo biomolecolare degli ovociti, ii) comprendere le basi molecolari dell'invecchiamento riproduttivo, iii) identificare miRNA nel fluido follicolare da usare come biomarcatori non invasivi di qualità ovocitaria. Abbiamo dimostrato che il protocollo di vitrificazione potrebbe essere usato per preservare la fertilità delle donne, in quanto mantiene inalterato il profilo molecolare degli ovociti e non causa la degradazione di mRNA essenziali per il loro sviluppo. Abbiamo determinato il profilo di espressione dei geni del Macchinario Apoptotico (MA) in ovociti umani maturi in MII provenienti da donne di età superiore ai 38 anni (old) paragonandolo a quello di donne di età inferiore ai 35 anni (young). Successivamente, i dati sono stati confermati sui singoli ovociti. Questi studi ci hanno portato ad identificare alcuni trascritti del MA mai descritti finora negli ovociti umani e altri geni differenzialmente espressi negli ovociti old. Infatti, abbiamo riscontrato una significativa sovraespressione dei geni proapoptotici CD40, TNFRSF10A e TNFRSF21, ed una sottoespressione dei geni antiapoptotici BCL2 e CFLAR negli ovociti old. I nostri risultati dimostrano che, durante la loro maturazione, gli ovociti provenienti da donne in avanzata età riproduttiva accumulano mRNA potenzialmente in grado di attivare la via estrinseca dell apoptosi ed esprimono a bassi livelli alcuni fattori di sopravvivenza: tale condizione potrebbe rendere gli ovociti old più predisposti all apoptosi. Inoltre, tra i geni differenzialmente espressi negli ovociti umani di donne in avanzata età riproduttiva abbiamo riscontrato anche TP73. L invecchiamento riproduttivo è un processo strettamente legato alla produzione di ovociti con una ridotta competenza, la cui caratteristica principale è lo sviluppo di aneuploidie. Al fine di verificare il potenziale coinvolgimento delle isoforme di TP73 nell'invecchiamento riproduttivo, abbiamo determinato la loro espressione in singoli ovociti MII maturi provenienti da donne di età inferiore ai 35 anni e di età superiore ai 38 anni. I risultati mostrano che l isoforma TAp73 è sottoespressa in maniera significativa negli ovociti provenienti da donne di avanzata età riproduttiva. Dati di letteratura mostrano che la TAp73 interagisce con alcune proteine del cinetocore per bloccare l anafase nel caso in cui i cromosomi non sono correttamente attaccati al fuso meiotico. L'assenza della TAp73 rimuove questo freno del ciclo cellulare, causando così instabilità genomica. Di conseguenza, la sottoespressione della TAp73 in ovociti old potrebbe portare ad aneuploidie nell embrione in via di sviluppo, spiegando così sia la riduzione della fertilità che l'aumento di neonati con anomalie cromosomiche che si riscontra man mano che aumenta l età materna. Infine, abbiamo caratterizzato il profilo di espressione di 384 miRNA nel fluido follicolare umano e negli esosomi da esso isolati lo abbiamo paragonato a quello del plasma prelevato dalle stesse donne, dimostrando per la prima volta la presenza di queste vescicole bioattive all'interno del follicolo ovarico. I risultati mostrano che la maggior parte dei 37 miRNA che abbiamo trovato sovraespressi nel microambiente follicolare sono trasportati dagli esosomi (eFF-miRNA) e che essi controllano delle pathway estremamente importanti per la crescita del follicolo, la maturazione ovocitaria e le prime fasi dello sviluppo embrionale. Inoltre, gli eFF-miRNA sono in grado di regolare negativamente geni codificanti inibitori della maturazione del follicolo e della ripresa della meiosi come PTEN, MTOR, P21 e RB1. Questi dati potrebbero rivelare nuovi attori molecolari nella comunicazione tra le cellule del follicolo ovarico.

Grantor dc:publisher

Università degli studi di Catania

Year dc:date

2013

Author dc:creator

• SANTONOCITO, MANUELA

Contributors dc:contributor

• DI PIETRO, Cinzia Santa
• PURRELLO, Michele

• oocyte maturation, mRNA/miRNA expression profiles, follicular microenvironment, exosomes

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess
• license:PUBBLICO - Pubblico con Copyright
• license uri:iris.PUB02

Language dc:language

eng

Handle dc:identifier

https://hdl.handle.net/20.500.11769/588176

OAI identifier oai:identifier

oai:www.iris.unict.it:20.500.11769/588176