FOLICULOGÉNESIS. Francisco Raga 1,2, Monica Muñoz 1, paula Ferrer 1. C/ San Martin 4 bajo Valencia. Tel Fax

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1 FOLICULOGÉNESIS. Francisco Raga 1,2, Monica Muñoz 1, paula Ferrer 1 1 CREA centro médico de reproducción asistida. C/ San Martin 4 bajo Valencia. Tel Fax Departamento de Obstetricia y Ginecología. Facultad de Medicina. Valencia. Avd/ Blasco Ibañez Valencia.

2 El origen de los ovocitos: las células germinales primordiales. La forma más primitiva de célula germinal femenina es la célula germinal primordial que se diferencia de la porción proximal del epiblasto próximo al ectodermo extra-embrionario bajo la influencia de diferentes señales procedentes del ectodermo extra-embrionario como la BMP (bone morphogenetic proteins)-4 y -8 y de la BMP-2 procedente del endodermo extraembrionario 1,2. La adquisición de competencia por parte de las células geminales primordiales está claramente marcada por la proteína transmembrana fragilis 3. Fragilis tiene la capacidad de inducir la expresión del gen Stella, un gen expresado exclusivamente por las células geminales y que les confiere una capacidad pluripotente mientras estas células germinales primitivas migran a su localización definitiva en la gónada 4. Las células germinales primordiales se identifican por primera vez como un grupo de aproximadamente 100 células en la pared dorsal del endodermo de la vesicula vitelina en una semana 3-4 de gestación en el ser humano 5. Desde esta localización se producirá una migración al mesenterio dorsal durante la 4-5ª semana de gestación 5. En la semana 7de la gestación las células geminales colonizan la gónada definitiva y por tanto termina su proceso migratorio 5. Estas células germinales primordiales son esenciales para el desarrollo del ovario definitivo, hasta el punto de que su ausencia el ovario degenerara a una estructura fibrosa de tipo anular 6. Al alcanzar las células geminales primordiales su localización definitiva en la gónada, empezaran un proceso de proliferación alcanzando un número aproximado de células en la semana 6ª de la gestación y en la semana 8 de la gestación. Con su rápida proliferación a través de un proceso mitótico, las células germinales alcanzan un número de en la semana 20 de la gestación. Tras la semana 20 de la gestación el proceso mitótico se enlentece progresivamente hasta la semana 28 de la gestación

3 donde se iguala el proceso de mitosis con el de atresia celular 7. A partir de este momento se detienen las mitosis persistiendo el proceso de atresia celular 7. Al nacimiento el ovario presentará aproximadamente de células germinales y de estas solo permanecerán al alcanzar la pubertad. Por esto es fácil entender que la gran mayoría de las células germinales se atresiarán sin alcanzar la ovulación antes de la menopausia (se estima que solo 1% de las células germinales primordiales alcanzaran el proceso ovulatorio) 8. Hay que destacar que al alcanzar la menopausia natural una mujer, sus ovarios presentan una población de células germinales que se sitúa en aproximadamente en unas y por tanto tenemos que desterrar la idea de que la menopausia se alcanza con la ausencia de células geminales 8. El paso de oogonia a oocito. Las células germinales primordiales una vez alcanzan la gónada definitiva paran a llamarse oogonias 8. Las oogonias presentan una actividad mitótica superior al de las células germinales primordiales y antes de entrar en meiosis realizan varios procesos mitóticos. Esta actividad mitótica de las oogonias se considera hoy en día la determinante de la futura reserva folicular de las mujeres 8. Tal y como hemos mencionado anteriormente la actividad

4 mitótica de las oogonias cesa en la semana 28 de gestación con un incremento progresivo de su actividad apoptotica. Por tanto no solo la actividad mitótica de las oogonias es fundamental en la futura reserva folicular sino que es también muy determinante la actividad apoptotica y por tanto el balance entre estas dos actividades determinará la reserva folicular de cada mujer 8. Las últimas actividades mitóticas de las oogonias dará lugar a la formación del sincitium (racimo de oogonias) en el cual las oogonias están interconectadas entre si a través de sus membranas 9. Esta conexión celular permite establecer unos puentes de unión entre todas las oogonias que son fundamentales para estar coordinadas. Así todas las oogonias entraran en meiosis a la vez gracias a estas uniones celulares 9. El inicio de de la síntesis del ADN premeiotico marcará el final del estadio de oogonia, siendo denominadas las células germinales a partir de este momento oocitos 8,9. El inicio de la meiosis se producirá entre las semanas de la gestación y por tanto mucho antes de la formación de folículos 8,9. Hoy sabemos que el gen directamente implicado en este proceso es el Stra8 9. Formación de folículos primordiales. Los primeros folículos primordiales aparecen en el ser humano tan pronto como es la semana 15 de la gestación, aunque su formación definitiva culmina en el 6º mes post-parto 10,11. Los folículos primordiales están formados por oocitos en fase de diplotene (30-60µm) rodeados de una capa de células de la granulosa. El inicio de la meiosis en las oogonias, marca el inicio de los oocitos que junto a la aparición de las células de la granulosa, dará lugar a la formación de los folículos primordiales. La aparición del folículo primordial confiere un papal protector frente a los fenómenos de atresia celular 12. Así pues, los ovarios de las recién nacidas carecen de oogonias 12. La vida fértil de una mujer está determinada por el número de folículos primordiales presentes en el ovario 8. Pese a todos los avances científicos, no existe ningún marcador ni técnica diagnostica capaz de determinar hoy en día con precisión la reserva folicular 8.

5 Transición de folículos primordiales a folículos primarios: el inicio del crecimiento folicular. Los folículos primordiales permanecerán en un estadio de hibernación hasta su reclutamiento para el crecimiento folicular 8. La teoría clásica proponía que en lugar de una única señal, una comunicación multifactorial entre las células somáticas (células de la teca y de la granulosa) y las células germinales (oocitos) y ciertos componentes de la matriz extra-celular actuaban de una manera positiva (autocrina y paracrina) en el crecimiento folicular Estudios recientes parecen contradecir esta teoría: estudios en ratones modificados genéticamente demuestran que ciertas señales inhibitorias mantienen a los folículos primordiales hibernando. Por ello la perdida de estas señales inhibitorias permite la activación de los folículos primordiales En estudios con ratones se ha demostrado que la perdida de esta señal inhibitoria tiene como consecuencia la perdida rápida de la dotación folicular y por tanto el desarrollo de un fallo ovárico precoz 20. Las células de la granulosa de los folículos primordiales se transformaran en unas capas cuboidales durante la transición al estadio de folículos primarios, incrementando sensiblemente el tamaño de los folículos (>60µm), siendo todo este proceso regulado por el gen Foxl2 21. Además de los factores inhibitorios que bloquean el paso de folículo primordial a primario existen otros factores que estimulan de forma secundaria esta transición. Estos factores proceden del estroma ovárico y de las células somáticas. Esto explicaría que los folículos primordiales aislados, cultivados in vitro, no sobreviven. Sin embargo su cultivo con tejido ovárico sí que permite su desarrollo 22. Además, es importante reseñar que el paso de folículo primordial a primario, no está mediado por la FSH, dado que los folículos primordiales no poseen receptores para la FSH 13,22. Entre los factores relacionados en este proceso destacan BMP (bone morphogenetic protein)-4 y -7 que se expresan en el estroma ovárico y las células tecañes 23,24. Crecimiento folicular a estadio pre-antral y antral.

6 La expansión de las células de la granulosa, desde una única capa en el folículo primario a múltiples capas en el folículo secundario, el incremento de tamaño del oocito, la formación de la lámina basal, la zona pelucida y la capa de células de la teca caracterizan este estadio 8. Hay que destacar el aumento de tamaño de los folículos desde 30µm en el estadio primario a 200µm en el estadio antral 25. Debemos destacar que este proceso es independiente del estimulo de las gonadotropina (FSH) 8. Por el contrario son fundamentales en el paso al estadio pre-antral y antral la TGF-β (producida en la granulosa), la BMP-4 y -7 (producidas en la teca) y el GDF-9 (producido en el oocito). Crecimiento folicular después del estadio antral. El crecimiento folicular tras el estadio antral se caracteriza por una proliferación de las células de la granulosa y de la teca, un incremento de la vascularización, crecimiento del oocito y formación del espacio antral 8. En este estadio del desarrollo folicular la FSH pasa a jugar un papel destacado 8. En esta etapa lo más característico es el reclutamiento de una corte folicular y la selección de un folículo dominante 26. Cuando se selecciona la cohorte folicular y se inicia su crecimiento, la modulación de la esteroidogénesis y su respuesta a las gonadotropinas durante esta etapa de crecimiento folicular son básicas para la selección de un folículo dominante 8. La evidencia científica actual sugiere que estos objetivos se alcanzan gracias a la influencia de factores locales tales como la BMP-6 y la activina ambas de origen en las células de la granulosa, el GDF-9, el BMP-15 de origen ovocitario y el BMP-2, -3b, -4, y -7 de origen en las células de la teca.

7 Bibliografia. 1. Ying Y, Zhao GQ. Cooperation of endoderm-derived BMP2 and extraembryonic ectoderm-derived BMP4 in primordial germ cell generation in the mouse. Dev Biol 2001;2: Ying Y, Qi X, Zhao GQ. Induction of primordial germ cells from murine epiblasts by synergistic action of BMP4 and BMP8B signaling pathways. Proc Natl Acad Sci USA 2001;14: Saitou M, Barton SC, Surani MA. A molecular programme for the specification of germ cell fate in mice. Nature 2002;6895: Lange UC, Saitou M, Western PS, Barton SC, Surani MA. The fragilis interferon-inducible gene family of transmembrane proteins is associated with germ cell specification in mice. BMC Dev Biol 2003;3:1. 5. Mc KD, Hertig AT, Adams EC, Danziger S. Histochemical observations on the germ cells of human embryos. Anat Rec 1953;2: Merchant-Larios H, Centeno B. Morphogenesis of the ovary from the sterile W/Wv mouse. Prog Clin Biol Res 1981;59B: Oktem O, Urman B. Understanding follicle growth in vivo. Hum Reprod 2010; 25(12): Oktem O, Oktay K. The ovary: anatomy and function throughout human life. Ann NY Acad Sci 2008;1127: Baltus AE, Menke DB, Hu YC, Goodheart ML, Carpenter AE, de Rooij DG, Page DC. In germ cells of mouse embryonic ovaries, the decision to enter meiosis precedes premeiotic DNA replication. Nat Genet 2006;12: McGee EA, Hsueh AJ. Initial and cyclic recruitment of ovarian follicles. Endocr Rev 2000;2: Maheshwari A, Fowler PA. Primordial follicular assembly in humans revisited. Zygote 2008;4:

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