Search for antioxidative properties of hydrogen sulfide in mouse oocytes

Kluczowym czynnikiem w zabiegach z zakresu wspomaganego rozrodu jest jakość oocytów, która istotnie wpływa na prawidłowe zapłodnienie, wczesne przeżycie zarodka oraz dalsze etapy rozwoju. Oocyty dojrzewające w hodowlach in vitro narażone są na działanie tlenu atmosferycznego, którego poziom jest istotnie wyższy od tego, który obserwuje się w warunkach fizjologicznych. W efekcie dochodzi do zaburzenia potencjału redoks i produkcji reaktywnych form tlenu (RFT) w komórce. Nadmierna produkcja RFT wywołuje stres oksydacyjny, który stanowi główną przyczynę dysfunkcji mitochondriów, odgrywających kluczową rolę w cyklu komórkowym i metabolizmie komórki. Jednym ze sposobów niwelowania stresu oksydacyjnego w hodowlach in vitro jest wzbogacanie pożywek hodowlanych antyoksydantami. Siarkowodór (H2S) jest jednym z trzech gazowych mediatorów pełniących funkcje cząsteczek sygnałowych w komórkach. Jak dowodzą dotychczasowe prace H2S uczestniczy w wielu istotnych procesach fizjologicznych wykazując działanie antyoksydacyjne, przeciwzapalne, przeciwstarzeniowe i przeciwnowotworowe. Najnowsze prace wykonane na modelu świńskim wskazują na możliwą rolę siarkowodoru w utrzymywaniu zdolności podziałowych i zapobieganiu procesowi post-owulacyjnego starzenia się oocytów. W niniejszej pracy po raz pierwszy testowano działanie egzogennego H2S w oocytach myszy. W badaniach wykorzystano syntetyczny donor siarkowodoru GYY4137. Określono wpływ H2S na podejmowanie mejozy przez profazowe oocyty oraz na zdolności oocytu do wyrzucenia I ciałka kierunkowego w warunkach hodowli in vitro. Przeanalizowano także efekt działania H2S na oocyty traktowane wodoronadtlenkiem tert-butylu (t-BHP), który istotnie podnosi poziom stresu oksydacyjnego oraz odpowiada za powstawanie anomalii chromosomowych. W pracy nie wykazano istotnego wpływu siarkowodoru na dojrzewanie mejotyczne oocytów. Dodatkowa suplementacja siarkowodorem oocytów poddawanych działaniu t-BHP nie podnosiła zdolności do podejmowania oraz ukończenia pierwszego podziału mejotycznego. W zastosowanych dawkach siarkowodór nie wpłynął także znacząco na poziom RFT i aktywność mitochondriów.

The quality of oocytes is important for their fertilization and embryo survival thus being a crucial parameter determining the success rate of several procedures belonging to Assisted Reproductive Technology. Oocytes growing in cell cultures are exposed to negative action of atmospheric oxygen which may lead to disturbance of cell redox potential and enhance the production of reactive oxygen species (ROS). Overgeneration of ROS may induce an oxidative stress which is known as the main cause of mitochondrial dysfunctions. Supplementation of cell culture with antioxidants is one of the options to reduce this problem. Hydrogen sulfide (H2S) known as a third gasotransmitter acts like signaling molecule in cell. Recent studies have shown that hydrogen sulfide takes place in various key physiological processes indicates its antioxidative, anti-inflammatory, antiageing and also anticancer activity. Note well in porcine model H2S is possible to maintains division ability and prevent oocytes post-ovulatory ageing. In this study at the first time activity of H2S was tested on mouse oocytes. The influence of GYY4137 (donor of H2S) on ability to enter into meiosis and completing first meiosis division under in vitro conditions was examined. Also the influence of H2S on oocytes treated with exogenous inductor of oxidative stress tert-butyl hydroperoxide (t-BHP) was investigated. There was no significant influence of H2S on oocyte meiotic maturation. Additional supplementation of H2S in oocytes treated with t-BHP did not improve the ability to resumption of meiosis and formation of first polar body. The using doses of H2S did not significantly reduce a level of ROS and mitochondrial activity.