الجامعات في أستراليا 
الجامعات في كندا 
الجامعات في ألمانيا 
الجامعات في ايرلندا 
الجامعات في الأردن 
الجامعات في نيوزلندا 
الجامعات في السعودية 
الجامعات في المملكة المتحدة 
الجامعات في الولايات المتحدة 
ملخص
في السنوات الأخيرة، أدى التحسن في تشخيص وإدارة وعلاج مجموعة من الأورام الخبيثة الصلبة والدموية إلى زيادة ملحوظة في فرص البقاء على قيد الحياة على المدى الطويل لعدد كبير من الأطفال والمراهقين. ولسوء الحظ، فإن الخلايا الجرثومية، مثل الخلايا السرطانية التي تستهدفها، معرضة بشدة للتلف بسبب الإشعاع والعوامل المؤلكلة ومركبات البلاتين التي تستخدم عادة في تركيبات العلاج الكيميائي. وبالتالي فإن العلاج الإشعاعي والعلاج الكيميائي المستخدم لعلاج العديد من أنواع السرطان يمكن أن يجعل المرضى من أي من الجنسين أو أي عمر يعانون من العقم بشكل مؤقت أو حتى دائم. هذا التأثير الجانبي الضار لعلاج السرطان له أهمية خاصة بالنسبة للفتيات الصغيرات اللاتي، في حالة فشل المبيض، يواجهن احتمالات العلاج بالهرمونات البديلة مدى الحياة - وهو نظام ليس خاليًا من المخاطر. ولذلك يواجه متخصصو الرعاية الصحية التحدي المتمثل في ليس فقط تطوير وتحسين التقنيات التي تعالج السرطان وتحمي رفاهية الفرد، ولكن يجب عليهم أيضًا تنفيذ الاستراتيجيات التي من شأنها الحفاظ على خصوبة هؤلاء المرضى الصغار.
الوصف الكاملتتراوح الخيارات الحالية المتاحة للحفاظ على خصوبة مريضات السرطان الشابات من عدم التدخل الطبي على الإطلاق إلى استخدام الإجراءات الغازية لحصاد الأنسجة أو الخلايا المعزولة وتجميدها وتخزينها. يمكن استخدام تقنيات الإنجاب المساعدة لجمع وتخزين البويضات الناضجة (البيض) والأجنة.
ومع ذلك، فإن هذه الأساليب مناسبة فقط للمرضى في سن الإنجاب، ومن الواضح أنها ليست خيارًا متاحًا لمعظم المراهقين أو أي فتيات قبل البلوغ. النهج البديل المناسب لكل من الأطفال والبالغين هو الحفظ بالتبريد لأنسجة المبيض. يتضمن حفظ أنسجة المبيض بالتبريد تجميد البويضات البدائية المبكرة في مكانها إما من خلال تجميد قطع صغيرة من سطح المبيض أو عن طريق تجميد العضو بأكمله.
يمكن بعد ذلك زرع أجزاء الأنسجة أو المبيض مرة أخرى للمريضة عندما تكون في حالة هدوء وترغب في تكوين أسرتها. لسوء الحظ، فإن التطعيم الذاتي للمبيض ليس مناسبًا للمرضى الذين يعانون من أمراض تنتقل عن طريق الدم مثل سرطان الدم أو السرطانات المرتبطة بالستيرويد، حيث أن هذه الأمراض تنطوي على احتمال كبير لحدوث ورم خبيث في المبيض، وبالتالي هناك خطر كبير لإعادة إدخال السرطان إلى الجسم من خلال الأنسجة المزروعة.
عند وجود أي خطر من هذا القبيل، يكون البديل الأكثر أمانًا لاستعادة الخصوبة هو زراعة البويضات غير الناضجة في أنسجة المبيض حتى تنضج في المختبر من خلال عملية تُعرف باسم النمو في المختبر (IVG) للبصيلات. بمجرد نمو البويضات بشكل كامل، يمكن إنضاجها عن طريق النضج في المختبر (IVM) وتخصيبها باستخدام تقنيات التخصيب في المختبر (IVF) بحيث يتم نقل الأجنة الخالية من الخلايا السرطانية فقط إلى المريضة لتثبيت الحمل.
يحمل تطوير تقنيات استخلاص البويضات المخصبة في المختبر من الجريبات البدائية الأكثر وفرة العديد من عوامل الجذب للمساعدة في الحمل لدى البشر وتكنولوجيا الإنتاج الحيواني. يجب أن تحاكي أي استراتيجية استزراع مصممة لدعم عملية IVG الكاملة للبويضات التسلسل التنموي للأحداث ونقاط التفتيش الخلوية التي تظهر في الجسم الحي من حيث معدلات نمو الجريب والبويضة وأنماط التعبير الجيني والمعالم الجزيئية ومتطلبات التمثيل الغذائي.
خلال مرحلة النمو الممتدة، تقوم البويضات بتركيب وتجميع حمولة البروتينات وRNAs المطلوبة لدعم كل من النضج النووي والسيتوبلازمي للبويضات كاملة النمو والتطور المبكر للبيضة الملقحة بعد الإخصاب. أخيرًا، هناك تغييرات محددة في مرحلة مثيلة الحمض النووي للجينات المرتبطة بالبصمة الجينية أثناء نمو البويضات وتطور الجنين المبكر. قام الفريق في ليدز مؤخرًا بتطوير استراتيجية زراعة ثلاثية الأبعاد ذات صلة من الناحية الفسيولوجية للجريب والتي تدعم التطور الكامل للبويضات في المختبر على مدى فترات طويلة تصل إلى 3-4 أشهر.
على الرغم من أنه من الممكن زراعة البويضات من المراحل البدائية باستخدام نهجنا ثلاثي الأبعاد متعدد المراحل، إلا أن النظام غير فعال، كما أن أنظمة الاستزراع المفتوح الموسعة معرضة لخطر التلوث، كما أن صحة البويضات وطبيعتها الجينية المشتقة لا تزال بحاجة للاختبار. يمكن حل تعقيد الأنسجة والحاجة إلى بيئة ثقافية محكومة بإحكام خلال IVG باستخدام نهج الثقافة المرتكز على ميكروفلويديك. باستخدام أجهزة الموائع الدقيقة للأعضاء الموجودة على الرقاقة (OoC)، يتم ضخ الخلايا في غرف بحجم ميكرومتر لتكرار فسيولوجيا الأعضاء في الجسم الحي بشكل أوثق من ثقافات التصنيف التقليدية في المختبر.
لذلك تم إعداد المرحلة لاختبار ما إذا كان من الممكن تطوير جهاز موائع جزيئية OoC للمبيض واستخدامه لتعزيز الكفاءة الصحية والتنموية للبويضات المشتقة من المختبر من أنسجة المبيض.
هذه الدكتوراه. سوف المشروعولذلك تطوير واختبار نموذج OoC للمبيض كوسيلة لدعم الإنتاج الكامل في المختبر وتخصيب البويضات. دكتوراه. سيتناول الفرضية القائلة بأنه "يمكن استخدام نماذج الأعضاء الموجودة على الرقاقة لدعم إنتاج وتخصيب البويضات السليمة في المختبر من البصيلات البدائية في المختبر".
الخطة التجريبية:
لعبت مجموعة أبحاث التكاثر والتطور المبكر في معهد LICAMM دورًا أساسيًا في إنشاء تقنية زراعة البويضات من الحيوانات الكبيرة والبشر حتى مرحلة النضج في المختبر (البروفيسور بيكتون) ولكن أيضًا لاختبار صحتهم وطبيعتهم الجينية (الدكتور هنتريس). تتمتع الدكتورة بينسيبين بخلفية في مجال تكنولوجيا النانو، حيث قامت بتطوير أغشية رقيقة للغاية لدعم نمو الخلايا في المختبر وإصلاح الغشاء الجنيني في الرحم. قامت بتطوير نموذج OoC لبطانة الرحم لدراسة تأثير التعرض البيئي للبكتيريا والديوكسين على إنشاء وتطور الحمل.
يهدف هذا المشروع إلى الجمع بين التطورات الحديثة في تكنولوجيا النانو والموائع الدقيقة وزراعة الجريبات والبويضات لاختبار صحة وكفاءة عمليات IVG وIVM وIVF الكاملة للبويضات غير الناضجة المشتقة من أنسجة المبيض الطازجة. ستختبر التجارب المقترحة في نهاية المطاف القدرة التنموية لبويضات IVG/IVM المشتقة باستخدام إما: (أ) نظام داخلي ومفتوح ومتعدد الخطوات وفسيولوجي وزراعة البصيلات والذي يستغرق 40-60 يومًا لإكماله؛ أو (ب) استراتيجية جديدة ومغلقة للثقافة المشتركة للمبيض ميكروفلويديك OoC. سيتم استخدام سلسلة من فحوصات نقطة النهاية لتقييم الكفاءة الصحية والتنموية للبويضات المشتقة باستخدام كلا النهجين. سيتم قياس حجم الجريب والبويضة وتسجيل معدلات النمو. سيتم تقييم تطور الجريب وإجهاد الثقافة عن طريق قياس استقلاب الجريب والبويضة وإنتاج النفايات في عينات من وسائط الثقافة المستهلكة. سيتم في النهاية تقييم قدرة البويضات المشتقة من المختبر على إكمال النضج الانتصافي وإنتاج الأمشاج الخصبة باستخدام طرق IVM وIVF. سيتم قياس إمكانات نمو الجنين عن طريق زراعة الأجنة لمدة 7 أيام وتسجيل معدلات انقسام الأجنة وإنتاج الكيسة الأريمية وعدد خلايا الكيسة الأريمية. سيتم أرشفة الأنسجة في جميع أنحاء الثقافات للتحليل الجزيئي في وقت لاحق. جميع تقنيات IVG وIVM وIVF لبويضات الأغنام، بالإضافة إلى التقنيات التحليلية المستخدمة لتقييم النمو والخصوبة، يتم استخدامها بشكل روتيني في مختبر ليدز. نظرًا لمحدودية توافر أنسجة المبيض البشري للبحث، سيتم استخدام المبايض والبويضات في الأغنام كنموذج للمبيض / البويضات البشرية خلال فترة الدكتوراه. سيتم تصنيع جهاز ميكروفلويديك المبيض الجديد OoC في Polydimethylsiloxane (PDMS) والبوليمرات المتوافقة حيويًا باستخدام الطباعة الحجرية الناعمة وتقنيات ترسيب الطلاء الدوراني. سيتم تصنيع وتجميع الأجهزة في كلية الهندسة الإلكترونية والكهربائية في غرفة نظيفة فئة 100 على أحدث طراز.
التجربة 2
التقييم الجزيئي للصحة والحالة الطبيعية للبويضات المشتقة من المختبر. سيتم أرشفة عينات من البويضات والأجنة والخلايا الجسدية الجريبية من التجربة 1. وسيتم استخدام هذه العينات لتقدير التعبير عن علامات الجينات الرئيسية للبويضة (مثل Gdf-9، Bmp15) وتطور الجريب (مثل Fshr، Lhr، Amh، Has2، Egfr، Amphiregulin، Epiregulin، Ptx2) وصحة الأجنة وحالة البصمة. (على سبيل المثال، Oct4، H19، Igf2r، Snrpn). تم التحقق من صحة جميع التقنيات المطلوبة لاستخراج الحمض النووي الريبي (RNA) والحمض النووي (RNA) للبيضة الواحدة والجنين وتضخيمها والتحليل الجزيئي بشكل كامل، وهي قيد الاستخدام الروتيني في مختبر ليدز.
التجربة 3
تصنيع واختبار جهاز ميكروفلويديك المبيض الجديد OoC. سيتم إجراء الثقافات لاختبار فائدة جهازنا الجديد ميكروفلويديك كوسيلة للمشاركة في الثقافة (ط) سدى المبيض؛ (ثانيا) قشرة المبيض؛ (ثالثا) بصيلات المبيض أمام البطن و (رابعا) مجمعات البويضات الركامية على مدى فترات طويلة. سيتم إجراء ثقافات مكررة لكل مجموعة من أنواع الخلايا. سيتم تسجيل عدد الخلايا القابلة للحياة ومعلمات نمو ونضج الجريب والبويضة. سيتم تقييم مورفولوجيا الجريبات والبويضات تشريحيًا في نهاية عملية الاستنبات في الأنسجة الثابتة.
التجربة 4
مقارنة بين فعالية نظام الاستنبات ثلاثي الأبعاد المفتوح ومتعدد المراحل وOoC في المبيض لإنتاج البويضات في المختبر. ستقارن هذه السلسلة التجريبية بشكل مباشر بين استراتيجيتي الاستزراع كمركبات لعملية IVG الكاملة للبصيلات والبويضات. سيتم استخدام ديناميكيات نمو الجريبات، وقدرة البويضات من كلا المصدرين على الخضوع لـ IVM وIVF وتطوير الأجنة لاختبار فعالية كلا نهجي الاستزراع. سيتم أرشفة البويضات والأجنة لتحليلها باستخدام مجموعة من العلامات الجزيئية لتطور البويضات وحالتها الطبيعية كما هو محدد خلال التجربة 2.
البيئة
سيتم تنفيذ هذا المشروع متعدد التخصصات في الغالبفي مختبرات الضوء. سيتم تصنيع OoC المبيض في كلية الهندسة الإلكترونية والكهربائية، ويتم تجميعه وتمييزه في الغرفة النظيفة للفصل 100. سيتم إجراء تحميل الخلايا واختبارها في مختبرات LIGHT. بالإضافة إلى اكتساب المهارات العامة في تحليل البيانات والعروض التقديمية وكتابة الأطروحات وما إلى ذلك، سيتلقى الطالب تدريبًا على: (أ) طرق زراعة الأنسجة (حصاد القشرة المعقمة، وعزل الجريبات والبويضة وزراعتها، وIVM، وIVF، وزراعة الأجنة؛ (ب) فحوصات التمثيل الغذائي؛ (ج) التقنيات الجزيئية (عزل الحمض النووي الريبي (RNA)، وتفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) في الوقت الفعلي، وتوليد الحمض النووي المتسلسل (cDNA)، والاستنساخ والتسلسل) و(د) تصنيع واختبار أجهزة الموائع الدقيقة.
المراجع:
Anckaert E, De Rycke M, Smitz J. (2013) ثقافة البويضات وخطر عيوب الطبع. تحديث Hum Reprod 19(1):52-66.
تشامبرز إل، جوسدن آر جي، ياب سي، بيكتون إتش إم (2010). تحديد البصيلات في قشرة المبيض في الموقع كأداة لقياس كثافة الجريبات وقدرتها على البقاء وإمكانات النمو في استراتيجيات الحفاظ على خصوبة الإناث. همهمة ريبرود. أكتوبر 2010؛ 25(10): 2559-68
Gnecco JS, Pensabene V, Li DJ, Ding T, Hui EE, Bruner-Tran KL, Osteen KG (2017) الثقافة المجزأة للخلايا السدى المحيطة بالأوعية الدموية والخلايا البطانية في نموذج ميكروفلويديك لبطانة الرحم البشرية. آن بيوميد المهندس. 45(7):1758-1769
Huntriss J, Lu J, Hemmings K, Bayne R, Anderson R, Rutherford A, Balen A, Elder K, Picton HM (2017). عزل والتعبير عن الجين العامل 1 الخاص بالخلايا المشيمية البشرية (GTSF1) في مبيض الجنين والبويضات وأجنة ما قبل الزرع. ي مساعدة ريبرود جينيت. 34(1):23-31
Huntriss J, Woodfine K, Huddleston JE, Murrell A, Picton HM (2015). تحليل أنماط مثيلة الحمض النووي في الكيسة الأريمية المفردة بواسطة Pyrosequencing®. طرق مول بيول. 2015;1315:259-70. دوى: 10.1007/978-1-4939-2715-9_19.
لابريك آر، سيرارد إم إيه (2014). دراسة كفاءة البويضات في الثدييات عن طريق تحليل النسخ: التقدم والتحديات. مول هوم ريبرود 20(2):103-16.
Newton HL, Glaser AW, Picton HM (2017). خيارات الحفاظ على الخصوبة لدى الإناث قبل البلوغ: الجدوى والسلامة والنتائج. مينيرفا جينيكول. 69(6):568-586
Pensabene V، Costa L، Terekhov AY، Gnecco JS، Wikswo JP، Hofmeister WH (2016). أغشية بوليمر رفيعة للغاية ذات مسام ميكرومترية منقوشة للأعضاء الموجودة على الرقائق. واجهات تطبيقات ACS. 31;8(34):22629-36
بيكتون إتش إم، هاريس إس إي، موروفي دبليو، تشامبرز إل (2008). نمو ونضج البصيلات في المختبر. التكاثر. 136(6):703-15
Smitz J, Dolmans MM, Donnez J, Fortune JE, Hovatta O, Jewgenow K, Picton HM, Plancha C, Shea LD, Stouffer RL, Telfer EE, Woodruff TK, Zelinski MB (2010). الإنجازات الحالية والاتجاهات البحثية المستقبلية في زراعة أنسجة المبيض، وتطوير الجريبات في المختبر وزراعتها: الآثار المترتبة على الحفاظ على الخصوبة. تحديث همهمة ريبرود. 16(4):395-41
Stewart KR, Veselovska L, Kelsey G (2016) إنشاء ووظائف مثيلة الحمض النووي في السلالة الجرثومية. علم اللاجينوم. 8(10):1399-1413