Abstract

• Ondersteunde voortplantingstechnieken zijn in vitro technieken die op grote schaal worden toegepast bij vele diersoorten, waar ze zowel een gezondheids- als economisch belang hebben.

• De afgelopen decennia zijn er grote verbeteringen geweest in dergelijke technieken, waaronder gametemanipulatie, cryopreservatie, in-vitrofertilisatie en embryoproductie in vitro; de doeltreffendheid van deze technieken is echter verre van optimaal in vergelijking met de situatie in vivo.

• Aangezien de eindrijping van gameten, de bevruchting en de vroege embryosplitsing in vivo in de eileider plaatsvinden, wordt voorgesteld dat een bredere kennis van de omgeving van de eileider zou helpen om de efficiëntie van geassisteerde voortplantingstechnieken te vergroten door de natuurlijke omstandigheden naar het laboratorium te vertalen.

Inleiding

De bevruchting vindt bij een groot aantal dieren plaats in een specifiek gebied van het vrouwelijke geslachtsorgaan, de oviduct (baarmoederbuis of eileider) genoemd, die aan de baarmoeder grenst en zich dicht bij de eierstok bevindt (figuren 1 en 2). De eileider is een complex fibromusculair geleidingskanaal met verschillende lagen, bestaande uit het slijmvlies, de spierlaag en een bindweefsel met serosa. De grootte van deze verschillende lagen hangt af van het geobserveerde anatomische gebied van de oviduct. In de ampulla, waar de bevruchting plaatsvindt, werd een sterk geplooide mucosa waargenomen; de grootte en het aantal van de plooien zijn echter verminderd in de isthmus regio en nog meer bij de uterus tubale kruising (figuur 2c). De isthmus-regio wordt gewoonlijk geassocieerd met de opslag van sperma vóór de ovulatie. Zeer belangrijke gebeurtenissen voor de bevruchting vinden plaats in de eileider. Zo is de omgeving van de eileider verantwoordelijk voor de uiteindelijke rijping van vrouwelijke en mannelijke gameten, de bevruchting en de vroege ontwikkeling van het embryo. Het is belangrijk in aanmerking te nemen dat vroege embryo’s verscheidene dagen in de eileider doorbrengen voordat zij de baarmoeder bereiken, waar de innesteling plaatsvindt. Bijgevolg is de eileider een dynamisch orgaan dat zich aanpast aan verschillende situaties die voornamelijk worden gereguleerd door de wisselende hormoonspiegels in het bloed. Het inzicht in de secreties van de eileider waarin gameten en embryo’s tijdelijk worden geplaatst, neemt voortdurend toe. Toch is er nog betrekkelijk weinig over bekend en meer informatie over de biologische activiteiten van het oviductale vocht zal zeer nuttig zijn om huishoudelijke, economische en vruchtbaarheidsredenen. Er is vastgesteld dat de vruchtbaarheid bij huisdieren vermindert door genetische selectie (bv. melkkoeien) (Diskin en Morris, 2008). Daarom denken wij dat onderzoek naar de oviductale vloeistofcomponenten de vruchtbaarheid en efficiëntie van de verschillende geassisteerde voortplantingstechnieken (ART) voor huisdieren en gezelschapsdieren zal verbeteren. Op deze aspecten zal hieronder nader worden ingegaan.

Gameten-Oviduct Interacties

Fertilisatie vindt plaats in een gespecialiseerd gebied van de oviduct genaamd de ampulla, waar de spermacellen de extracellulaire eicelomhulsels (cumuluscellen en zona pellucida) penetreren. De aankomst van de eicel en de zaadcellen in de eileider verloopt niet altijd synchroon, want bij sommige soorten (bv. de hond) komt de eicel twee of drie dagen voor de bevruchting vrij, terwijl bij andere soorten (bv. vleermuizen) de zaadcellen tot zes maanden voor de ovulatie in het vrouwelijke geslachtsorgaan aanwezig zijn (Holt, 2011). Bijgevolg biedt de omgeving van de eileider vermoedelijk een goede omgeving voor de overleving en rijping van de gameten.

De eileider is in staat om verschillende functies te vervullen omdat hij verschillende anatomische regio’s heeft (Figuur 2) en een complexe eileidervloeistof die dynamisch is als gevolg van de veranderingen die tijdens de oestrous cyclus optreden (Yañiz et al., 2006; Leese et al., 2008; Avilés et al., 2010). Deze complexiteit wordt sinds kort begrepen dankzij de ontwikkeling van krachtige analytische instrumenten. Zo kunnen bijvoorbeeld honderden eiwitten (spots) geïdentificeerd worden wanneer de eileidervloeistof biochemisch geanalyseerd wordt (Figuur 3). Het gebruik van tweedimensionale elektroforese levert kwalitatieve en kwantitatieve informatie op over de verschillende eiwitten (aantal en volume van de spots) die in de eileidervloeistof aanwezig zijn. Met dit soort analyse kunnen subtiele veranderingen (d.w.z. fosforylering) in de eiwitten worden opgespoord die afhankelijk zijn van de oestrische cyclus of van de aanwezigheid van gameten. Verrassende resultaten zijn onder meer de veranderingen die plaatsvinden in het oviductale transcriptoom als gevolg van de aanwezigheid van gameten of embryo’s (Fazeli et al., 2004; Georgiou et al., 2007; Almiñana et al., 2012). Nog specifiekere veranderingen werden waargenomen afhankelijk van het ontwikkelingsstadium van het embryo (viercellig embryo of blastocyst), waarbij een downregulatie van immuungerelateerde genen werd waargenomen die van invloed zijn op de baarmoeder nog vóór de aankomst van het embryo in dit orgaan (Almiñana et al., 2012). Bovendien werden er ook veranderingen vastgesteld in de aanwezigheid van sperma met een X- of Y-chromosoom (Almiñana et al., 2014). De expressie van genen (transcriptoom) en eiwitten (proteoom) in de eileider wordt door verschillende soorten gedeeld, maar ze zijn niet identiek, wat suggereert dat sommige functies geconserveerd zijn; het lijkt er echter op dat sommige andere specifieke eigenschappen uniek zijn voor elke soort (Bauersachs et al., 2003, 2004; Tone et al., 2008; Mondéjar et al., 2012). Hiermee moet rekening worden gehouden bij de ontwikkeling van specifieke verdunningsmiddelen en kweekmedia voor verschillende soorten.

Gamete bescherming en overleving

Er werd gemeld dat de aanwezigheid van eileidervloeistof een positief effect heeft op de levensvatbaarheid van sperma (Killian, 2011) en dat de eileider de voedingsstoffen levert die nodig zijn voor de overleving van de eicel en enzymen met een antioxiderende werking in de eileidervloeistof (Leese et al, 2008; Avilés et al., 2010). Deze enzymen zijn vooral van belang voor het sperma, aangezien het gemakkelijk beschadigd raakt bij blootstelling aan reactieve zuurstofsoorten (ROS) die de plasmamembraan wijzigen (eiwit- en lipidenperoxidatie), wat kan leiden tot DNA-breuken (Aitken en Luliis, 2010). Bovendien worden spermacellen in het vrouwelijk genitaal kanaal beschouwd als vreemde cellen, wat de overleving van sperma beïnvloedt door immunologische surveillance (Kawano et al., 2014). Hoe dit proces wordt gereguleerd moet nog worden opgehelderd, maar wat vaststaat is dat de oviductale omgeving het sperma beschermt. Bewijs hiervoor kan gevonden worden in het feit dat spermatozoa in de eileider kunnen overleven van één of twee dagen in het geval van koeien of zeugen tot 6 mo in het geval van de vleermuis (Holt, 2011).

Oöcyt rijping in de eileider

Er is gemeld dat de levensduur van de oöcyt in de eileider ongeveer 24 uur is bij de mens, wat vergelijkbaar is voor de meeste soorten die tot nu toe geanalyseerd zijn. De hond is echter speciaal omdat de oöcyt die bij de ovulatie door de eierstok wordt vrijgegeven, onrijp is en 2 tot 3 dagen in de eileider moet verblijven om te rijpen voor de bevruchting (Tsutsui et al., 2009). Bij sommige soorten is de efficiëntie van in-vitrofertilisatie (IVF) nog steeds laag, voornamelijk als gevolg van onvoldoende standaardisatie van ART-technieken (Mondéjar et al., 2012). Twee hypothesen in verband met de rijping van de eicel in de eileider kunnen worden overwogen om de verschillen tussen de in vivo en in vitro efficiëntie van de bevruchting te verklaren: (i) De gebeurtenissen die in de oviduct plaatsvinden zijn niet fundamenteel, maar omdat ze tijdens de in vitro procedures niet plaatsvinden, overleven alleen oöcyten van de hoogste kwaliteit. Dit zou de reden zijn voor het lagere succespercentage bij ART in vergelijking met in-vivo-bevruchting. (ii) De oöcyten die voor in-vitroprocedures worden gebruikt, zijn van mindere kwaliteit dan de oöcyten die fysiologisch in de eileider worden geovuleerd en bevrucht, wat resulteert in embryo’s met wijzigingen in niet-vitale maar belangrijke kenmerken voor hun gezondheid tijdens de volwassenheid, zoals epigenetische markeringen (El Hajj en Haaf, 2013). Verschillende eiwitten in de eileidervloeistof kunnen zich binden aan de extracellulaire laag van de eicel, de zona pellucida (ZP), waardoor zowel de eiwit- als de koolhydraatsamenstelling wordt gewijzigd. Zo werd aangetoond dat oviduct-specifiek glycoproteïne (OVGP1), osteopontine, lipocaline-type prostaglandine D synthase, en lactoferrine associëren met het ZP van verschillende soorten (Goncalves, et al., 2008). OVGP1 is het meest bestudeerde ZP-geassocieerde eiwit, en zijn rol in de pre-fertilisatie ZP verharding die polyspermie bij het varken vermindert, werd aangetoond (Coy et al., 2008).

Verschillende mechanismen die betrokken zijn bij de sperma-ZP binding en in het algemene bevruchtingsproces (dat de mogelijkheid van polyspermie regelt) worden gemoduleerd door de eileider. In het geval van de verharding van ZP vóór de bevruchting bleek uit een reeks experimenten met oöcyten van negen soorten en oviductale vloeistoffen van vijf soorten dat de korte incubatie van de oöcyt met oviductale vloeistof een duidelijke verandering teweegbrengt in de ZP-weerstand tegen enzymafbraak (Mondéjar et al., 2013). De verkregen resultaten waren echter niet identiek, wat wijst op een zekere mate van specificiteit die te wijten zou kunnen zijn aan (i) de verschillende eiwitsamenstellingen van de oviductale vloeistof of zelfs een verschillende eiwitsequentie gecodeerd door het orthologe gen, zoals aangetoond voor OVGP1 (Avilés et al., 2010) of (ii) een verschillende ZP-samenstelling (eiwit en koolhydraten; Stetson et al., 2012). Sommige van de verschillen tussen de soorten zouden zelfs het gevolg kunnen zijn van de afwezigheid van eiwit, zoals het geval is voor OVGP1 bij het paard en de rat. Bovendien is het sperma bij het paard niet in staat om de oöcyt in vitro te bevruchten; wanneer de oöcyt echter wordt geïncubeerd met eileidervloeistof van het varken of het eileiderproteïne DMBT1, neemt de bevruchtingsgraad sterk toe (Ambruosi et al, 2013), wat de relevantie van de eileider bij deze diersoort aantoont.

De zaadcellen in de eileider

De zaadcellen hechten zich aan het epitheel van de eileider in het isthmusgebied. Deze binding is verantwoordelijk voor de vorming van een sperma-reservoir in afwachting van het tijdstip van de ovulatie. Deze binding is niet alleen belangrijk voor het behoud van de levensvatbaarheid van de spermacellen, maar ook voor het blokkeren van voortijdige capacitatie, die de bevruchting in gevaar zou brengen of zelfs zou verhinderen. Het vrijkomen van sperma uit dit reservoir lijkt te worden gemedieerd door verschillende factoren, waaronder signalen van het cumulus-oocyt complex (COC), oviductale componenten die de binding van sperma wijzigen en ook veranderingen in het progesteron- en oestradiolgehalte en hyperactivering van de beweeglijkheid van het sperma (Suarez, 2006, 2008; Kölle et al, 2009; Talevi en Gualtieri, 2010; Coy et al., 2012).

De zaadcellen die bij de ejaculatie vrijkomen, zijn niet in staat om de eicel te bevruchten en moeten in het vrouwelijke voortplantingskanaal verblijven voordat zij de capaciteit verwerven om het bevruchtingsproces te voltooien. De verschillende biologische veranderingen die sperma in het vrouwelijke voortplantingskanaal ondergaat, staan bekend als capacitatie, een proces dat onafhankelijk van elkaar is ontdekt door Austin (1951) en Chang (1951), waarbij konijn als diermodel werd gebruikt. Het gedetailleerde moleculaire mechanisme dat bij dit proces betrokken is, is nog niet bekend, vooral omdat het moeilijk is na te gaan wat er werkelijk in de eileider gebeurt. De veranderingen die in het sperma worden waargenomen, kunnen het gevolg zijn van de herverdeling of het vrijkomen van eiwitten, hoewel ook andere factoren een rol kunnen spelen (Yanagimachi, 1994; Florman en Ducibella, 2006). Er werd gerapporteerd dat het sperma wordt gewijzigd door de binding van verschillende oviductale eiwitten (osteopontine en OVGP1), die in het algemeen de levensvatbaarheid, beweeglijkheid en capacitatie van het sperma verhogen bij verschillende diersoorten (Kan et al., 2006; Killian, 2011). OVGP1 is dus niet alleen in staat om ZP en sperma te binden, maar ook om de eiwitfosforylering in sperma te verhogen, wat verband houdt met de capacitatie van sperma (Kan et al., 2006). Andere mechanismen die betrokken zijn bij de capacitatie van runder- en varkenssperma houden verband met de aanwezigheid van verschillende glycosidasen in de eileidervloeistof (Carrasco et al., 2008) en in de epithelia van de eileider (Ma et al., 2012). Bovendien werd recent beschreven dat sialidase vrijkomt uit het plasmamembraan van sperma tijdens de capacitatie (Ma et al., 2012). Deze glycosidasen kunnen de binding van sperma aan het oviductale epitheel moduleren en bijgevolg ook hun vrijlating uit het sperma reservoir. Zeer recent werd voor het eerst het bestaan beschreven van een nieuw mechanisme dat verantwoordelijk is voor specifieke veranderingen gemedieerd door kleine blaasjes (exosomen) tijdens de transit van sperma door de eileider (Al-Dossary et al., 2013). Recente studies met genetisch gemodificeerde muizen hebben sterke bewijzen geleverd van de relevantie van het vrouwelijke genitale kanaal voor de vruchtbaarheid van sperma (Kawano et al., 2010; Turunen et al., 2012). Dergelijke gemodificeerde muizen zijn subfertiel of zijn niet in staat de eicel te bevruchten met behulp van IVF-technieken. Deze genetisch gemodificeerde mannelijke muizen zijn echter wel vruchtbaar in vivo. Er werd vastgesteld dat hun sperma in staat is de oöcyt te bevruchten met behulp van IVF-technieken wanneer zij worden geïncubeerd met secreties van de baarmoeder, een proces dat kan worden gemedieerd door exosomen, zoals hierboven beschreven (Kawano et al., 2010). Afscheidingen van het vrouwelijke geslachtsorgaan zouden kunnen worden gebruikt om de bevruchtingscapaciteit van sperma in vitro te verbeteren in het geval van mannetjes met een belangrijke genetische waarde maar verder een geringe vruchtbaarheid.

Gameten- en Embryotransport in de Oviduct

Gameten en embryo’s moeten op het juiste moment op de juiste plaats zijn; daarom levert de oviduct een belangrijke bijdrage aan dit proces. De zaadcellen moeten het oviductale ampulla bereiken om de oöcyt te bevruchten. Na de bevruchting moeten de zygote en de vroege embryo’s naar de baarmoeder worden getransporteerd om de innesteling van de blastocyste in het endometrium (baarmoederslijmvlies) mogelijk te maken. Het betrokken mechanisme is echter niet zo eenvoudig als verwacht.

Oöcyten- en embryotransport

Oöcyten en embryo’s zijn immotiel. De oöcyten zijn omgeven door een groot aantal cellen (cumuluscellen) op het moment van de ovulatie, wanneer zij een structuur vormen die de cumulus oophorus wordt genoemd en die wordt opgevangen door het infundibulum (figuur 2). Zij hebben niet het vermogen zich te verplaatsen zoals de zaadcellen, en zij moeten passief worden getransporteerd. Er werd gerapporteerd dat kleine veranderingen in het niveau van de cumulusuitzetting de initiële hechting van de cumulus-oocytcomplexen aan het epitheel in het infundibulum beïnvloeden, waardoor hun verdere transport wordt belemmerd (Suarez, 2006). Twee essentiële componenten zijn betrokken bij het transport van de eicel naar de plaats van bevruchting: de gecoördineerde contracties van de gladde spiercellen (myosalpinx of spierlaag) over de lengte van de eileider en de ciliaire slag van de epitheelcellen (Figuur 4). Als de oviductale contracties veranderd zijn, zal de oöcyt bij muizen de bevruchtingsplaats niet bereiken (Dixon et al., 2009). Embryo’s en oöcyten worden met verschillende snelheid getransporteerd in de eileider van de merrie en de rat (Suarez, 2006). De prostaglandine E2 die door de embryo’s wordt geproduceerd, is dus betrokken bij dit proces. Onlangs werd gerapporteerd dat embryo’s een verandering induceren in de genexpressie van de eileider en bijgevolg hun eigen omgeving kunnen moduleren (Almiñana et al., 2012).

Spermatransport

Ondanks het grote aantal spermacellen dat bij de ejaculatie vrijkomt (meer dan 40 miljoen en 37.5 miljard voor respectievelijk mens en beer), zijn slechts weinig spermacellen in staat om de ampulla te bereiken (100-1000 en 5000 voor respectievelijk mens en beer) en wordt een groot aantal weggegooid (Harper, 1994; Hunter, 2012a; Suarez, 2006). De aanwezigheid van een beperkt aantal spermacellen op de plaats van de bevruchting betekent dat de verhouding eicel:sperma dicht bij 1:1 ligt. Dit is belangrijk omdat een groot aantal spermacellen de polyspermie zou doen toenemen, wat dodelijk is voor zoogdierembryo’s (Hunter, 2012a). Het mechanisme waarmee sperma de oöcyten vindt, is nog onbekend. Recente studies suggereren dat de spermacellen de bevruchtingsplaats bereiken door een chemotaxis- en/of thermotaxis-mechanisme (Eisenbach en Giojalas, 2006; Hunter, 2012b), processen die verantwoordelijk zouden zijn voor het leiden van de spermacellen naar het bovenste deel van de eileider. Er is gesuggereerd dat een chemische gradiënt, gemedieerd door het progesteron geproduceerd door de cumuluscellen, hierbij betrokken is (Eisenbach en Giojalas, 2006; Coy et al., 2012; Guidobaldi et al., 2012). Muizen die gedenatureerde oviductale oöcyten produceren worden niet bevrucht in vivo; deze oöcyten kunnen echter wel in vitro bevrucht worden, wat suggereert dat deze structuur relevant is voor de in vivo situatie (Zhuo et al., 2001). Deze studies wijzen op het belang van de cumulus oophorus en herinneren ons eraan dat gegevens die verkregen zijn met behulp van in vitro modellen voorzichtig geïnterpreteerd moeten worden; bovendien wijzen zij op de noodzaak van nauwkeuriger in vitro modellen die de in vivo omgeving beter nabootsen. Tot dusver is op dit gebied slechts langzaam vooruitgang geboekt. Men zou verwachten dat het binnendringen van sperma in de eileider een betrekkelijk eenvoudig proces is dat afhangt van het samentrekken van de spieren van de baarmoeder en de motiliteit van het sperma, gestuurd door chemo- of thermotaxis. Er is echter aangetoond dat de spermacellen niet in staat zijn om de baarmoederbuisverbinding te passeren wanneer een van de sperma-eiwitten (bv. ADAM3) is gemodificeerd (Okabe, 2013). Het moet nog worden ontdekt welke specifieke moleculaire interactie bestaat tussen het sperma en de eileider die het mogelijk maakt dat het sperma de eileider binnendringt.

Effect van de omgeving van de eileider op de ontwikkeling van embryo’s

Het feit dat embryo’s in vitro kunnen worden verkregen en dat donoren zonder eigen embryo’s in de baarmoeder een zwangerschap tot stand kunnen brengen na embryotransfer, ondermijnt de rol van de eileider. Bij verschillende diersoorten is echter aangetoond dat de kwaliteit van de blastocyst die wordt verkregen nadat de embryo’s in de eileider zijn gekweekt, beter is in vergelijking met de in vitro geproduceerde embryo’s, althans wat betreft morfologie, genexpressie, cryotolerantie en zwangerschapspercentage na transfer (Rizos et al., 2007; 2010a; Mondéjar et al., 2012; Van Soom et al., 2014). Hieruit blijkt dat de eileider niet een orgaan is voor het louter transporteren van de zygote/vroege embryo door de baarmoeder, maar dat er communicatie is tussen beide. De eerste stadia van de embryonale ontwikkeling vinden plaats in de eileider, waar het embryo ongeveer 4 tot 5 d doorbrengt, onafhankelijk van het grote verschil in lengte van de eileider dat bij verschillende soorten wordt waargenomen (vergelijk figuren 1 en 2b; Suarez, 2006; Wang en Dey, 2006). In deze periode vinden verschillende belangrijke gebeurtenissen plaats, waarvan de eerste het splitsingsproces en de overgang van het moedergenoom naar het embryonale genoom is. Elke wijziging van de kweekomgeving die een van deze processen beïnvloedt, kan een diepgaand effect hebben op de kwaliteit van de blastocyst (Lonergan et al., 2003a). Onlangs werd gemeld dat het veranderen van de kweekomstandigheden van in vivo naar in vitro, of omgekeerd, op een specifiek punt van de vroege embryonale ontwikkeling, voor of na de activering van het embryonale genoom, een kritieke invloed heeft op de genexpressiepatronen van de resulterende blastocysten (Gad et al., 2012). Bovendien werd aanvankelijk waargenomen dat de splitsing van embryo’s (celdelingen) wordt geblokkeerd (twee-cellig stadium bij muizen en acht-cellig stadium bij koeien) wanneer de in vitro kweekomstandigheden niet optimaal zijn. Bij muizen werd de blokkade van de embryonale ontwikkeling opgeheven na toevoeging van het oviductale eiwit OVGP1 aan het kweekmedium (Yong et al., 2002). Verschillende experimentele studies hebben aangetoond dat de eileider van verschillende diersoorten vergelijkbare biologische eigenschappen heeft, wat consistent is met vergelijkbare transcriptomische en proteomische profielen (Mondéjar et al., 2012). De eileider van een bepaalde soort kan dus worden gebruikt om de embryonale ontwikkeling van een andere soort te verbeteren, in een proces dat bekend staat als een hetorologe assay. Eileiders van runderen, muizen, konijnen en schapen zijn gebruikt voor embryokweek in heterologe of homologe in situ eileiders om embryo’s van betere kwaliteit te produceren van vele soorten (Rizos et al., 2002a, 2010a; Lazzari et al., 2010). De communicatie tussen de eileider en het embryo is fijn gereguleerd; zo ontwikkelt zich bij runderen in vivo slechts één embryo, terwijl in vitro de kweek van embryo’s in groepen noodzakelijk is voor een hogere snelheid van blastocystontwikkeling (Goovaerts et al., 2009).

Toekomstperspectieven: Fundamentele wetenschap zal de efficiëntie van geassisteerde voortplantingstechnieken verbeteren

Aangenomen mag worden dat de efficiëntie van ART even snel zal verbeteren als onze kennis van het in vivo proces toeneemt. Onze kennis van de in vitro-omgeving is grotendeels gebaseerd op vallen en opstaan en niet op nauwkeurige kennis van de behoeften van geslachtscellen en embryo’s; daarom zal ART onvermijdelijk een suboptimale omgeving bieden, wat resulteert in een disharmonisch repertoire van biochemische signalen. Kennis van de secretorische componenten van de eileider zal nuttige informatie opleveren voor de verbetering van verschillende ART-technieken met belangrijke economische en gezondheidsgerelateerde gevolgen. Zo zullen sommige van de protocollen voor het behoud van de soort, die betrekking hebben op onvruchtbaarheid en genetisch behoud, onvermijdelijk worden verbeterd. De ontwikkeling van ART heeft zich in verschillende mate voorgedaan in verschillende diersoorten, wat aantoont dat het bevruchtingsproces vergelijkbaar maar niet identiek is in alle diersoorten (Mondéjar et al., 2012; Van Soom et al., 2014), zodat toekomstig onderzoek in verschillende diermodellen aan te bevelen is. De eileider is uiterst belangrijk voor oöcyten, sperma en embryo’s. In vivo draagt de eileider bij aan de bescherming en rijping van sperma. Als we weten hoe dit proces wordt gereguleerd, kunnen deze bevindingen worden geëxtrapoleerd naar de verbetering van verschillende spermadilutiemiddelen (zogenaamde extenders) die de vitaliteit en de kwaliteit van het sperma verbeteren tijdens de opslag van sperma, cryopreservatie, kunstmatige inseminatie, IVF en seksesortering. Eerdere studies toonden aan dat de toevoeging van eileiderproteïnen aan spermadilutiemiddelen het bevruchtingsvermogen en de overleving van naar geslacht gesorteerd sperma verbetert (Klinc en Rath, 2007; Lloyd et al., 2012). Een gedetailleerde studie van de biologie van de eileider zal bijdragen tot een beter begrip van de rijping van eicellen in de eileider en zal nieuwe instrumenten opleveren om de overleving en meiosecompetentie, de controle van polyspermie en de penetratie van sperma te verbeteren. Tenslotte leveren we bewijs van het belang van de eileider voor de ontwikkeling van betere kweekmedia voor de ontwikkeling en overleving van embryo’s na cryopreservatie. Samenvattend kan worden gesteld dat tientallen jaren van fundamenteel wetenschappelijk onderzoek naar de fysiologie van de eileider belangrijke informatie heeft opgeleverd over in vivo bevruchting en heeft bijgedragen tot het bereiken van doelen die slechts weinigen zich hadden kunnen voorstellen. Wij zijn ervan overtuigd dat in de nabije toekomst nieuwe kennis over het effect van de eileider op gameten en embryo’s de efficiëntie van ART zal verbeteren, met duidelijke voordelen voor de gezondheid en de economie.

We willen ons verontschuldigen voor het feit dat we niet alle relevante artikelen hebben opgenomen die hebben bijgedragen aan de ontwikkeling van dit vakgebied, vanwege de beperkte ruimte. Wij willen alle leden van onze laboratoria bedanken voor hun wetenschappelijke bijdragen gedurende deze jaren. De auteurs danken Dr. Alejandro Torrecillas en Omar Salvador Acuña voor de voorbereiding van de Figuren 3 en 4, respectievelijk. Het Spaanse Ministerie van Economie en Concurrentievermogen en de Europese Commissie (FEDER/ERDF) ondersteunden het onderzoek van D. Rizos (AGL2012-37510), P. Coy (AGL2012-40180-C03-01), en M. Avilés (AGL2012-40180-C03-02). M. Avilés wordt tevens ondersteund door Fundación Séneca de la Región de Murcia (0452/GERM/06).

Manuel Avilés is universitair hoofddocent aan de afdeling Celbiologie en Histologie van de Faculteit Geneeskunde en Verpleegkunde van de Universiteit van Murcia (Spanje). Hij promoveerde in 1997 in Murcia op het onderzoek naar de extracellulaire laag van de eicel, de zona pellucida, en de veranderingen daarvan na de bevruchting. Hij ontwikkelde onderzoeksactiviteiten aan Queen’s University (Kingston, Canada), Emory University (Atlanta, VS), en Lehigh University (Bethlehem, VS). Zijn voornaamste onderzoeksinteresses zijn gericht op de moleculaire mechanismen die betrokken zijn bij de specificiteit van de herkenning tussen het sperma en de oöcyt en hoe de eileider bijdraagt aan de rijping van de gameten.

Dimitrios Rizos is in 2002 gepromoveerd aan het University College Dublin (Ierland) en heeft vervolgens als post-doc gewerkt. In 2004 kreeg hij een vijfjarige onderzoekspositie bij de afdeling Dierlijke Voortplanting (INIA, Madrid, Spanje), en sinds 2006 is hij senior onderzoeker en hoofd van het laboratorium voor preimplantatie-embryologie. Hij richt zich op de vroege embryonale ontwikkeling in vivo en in vitro bij zoogdieren en de kwaliteit van embryo’s; mechanismen die de interactie tussen moeder en embryo regelen; factoren die verantwoordelijk zijn voor onvruchtbaarheid bij melkkoeien; en strategieën om het verlies van embryo’s te beperken en het aantal zwangerschappen te verhogen. Hij heeft meer dan 70 publicaties van hoog niveau op zijn naam staan, meer dan 100 abstracts, diverse onderzoeksprojecten en internationale samenwerkingsverbanden.

Pilar Coy is hoogleraar voortplantingsfysiologie aan de faculteit diergeneeskunde van de universiteit van Murcia, Spanje. Zij promoveerde in 1990 op een proefschrift over in-vitrofertilisatie bij varkens aan de universiteit van Murcia. Zij heeft pre- en postdoctoraal onderzoek verricht aan de Universiteit van Bologna (Italië), University of California-Davis (VS), The Babraham Institute in Cambridge (UK), University of Tennessee (VS), en The Institute of Zoology (Londen, UK). Haar voornaamste onderzoeksdoelstellingen zijn gericht op de studie van de fysiologische omgeving in de eileider tijdens de bevruchting en op de identificatie van eileiderfactoren die de interactie tussen de gameten beïnvloeden.

Aangehaalde literatuur