Kemikalier och kvinnlig fertilitet – Forskargrupp Pauliina Damdimopoulou

Vår forskargrupp studerar human ovarialbiologi och hur exponering för kemikalier och medicinska behandlingar kan påverka kvinnors fertilitet. Vi är särskilt intresserade av ovariets funktion på molekylär, cellulär och funktionell nivå, och hur denna kan störas av miljöföroreningar och gonadotoxiska behandlingar. Vårt långsiktiga mål är att utveckla humanrelevanta in vitro-modeller som kan förutsäga reproduktionstoxicitet.

Pauliina Damdimopoulou forskningsprojekt

Vår forskning

Vår forskning kombinerar grundläggande studier av human reproduktionsbiologi med forskning om miljöexponeringar och medicinska behandlingar som kan försämra kvinnlig fertilitet. Vi arbetar med donerade vävnader och celler från det kvinnliga reproduktionssystemet, kliniska studier och populationsstudier samt avancerade in vitro-modeller för att kartlägga reproduktionstoxicitet och utveckla bättre metoder för att förutsäga den.

Human ovarialbiologi

Detaljerad kunskap om det humana ovariet är avgörande för att kunna fastställa hur fertiliteten påverkas av miljöexponeringar, sjukdomar och medicinska behandlingar. Vi studerar ovariets cellulära och molekylära organisation och hur den förändras från barndomen, genom puberteten och under det vuxna reproduktiva livet.

Ett särskilt fokus är ovarialreserven – populationen av omogna äggceller och deras omgivande celler som utgör grunden för kvinnlig fertilitet. Med hjälp av singelcells- och spatiala tekniker undersöker vi hur folliklar och deras omgivande cellulära miljö utvecklas, kommunicerar och reagerar på yttre påverkan, såsom gonadotoxiska medicinska behandlingar och kemiska miljöföroreningar.

Vår forskning om human ovarialbiologi bygger på ett långvarigt samarbete mellan reproduktionsmedicin och grundforskning vid Karolinska Institutet och Karolinska Universitetssjukhuset.

Pauliina Damdimopoulou
Pauliina Damdimopoulou Foto: Magnus Laupa

Exponeringar och kvinnlig fertilitet

Kvinnor exponeras under hela livet för kemiska miljöföroreningar och medicinska behandlingar som kan påverka den reproduktiva hälsan. Vi studerar hur dessa exponeringar hänger samman med kvinnlig fertilitet och hur de påverkar reproduktiva vävnader och celler.

I populationsbaserade och kliniska studier undersöker vi samband mellan kemikalieexponering, fertilitet, ovariefunktion och reproduktiva utfall. I laboratoriet exponerar vi human ovarialvävnad och reproduktiva celler för utvalda kemikalier under kontrollerade förhållanden för att identifiera effekter på molekylär, cellulär och funktionell nivå och kartlägga de mekanismer som kan leda till nedsatt fertilitet.

Vi studerar också effekterna av gonadotoxiska medicinska behandlingar, särskilt kemoterapi, på ovarier hos flickor och unga kvinnor. Genom att kombinera kliniska observationer med detaljerade molekylära studier av humana vävnader strävar vi efter att identifiera sårbara celler och biologiska processer och på sikt förbättra möjligheterna att förutsäga individuell risk. 

Utveckling av humanrelevanta modeller för reproduktionstoxikologi

Dagens metoder för att testa reproduktionstoxicitet bygger i stor utsträckning på försöksdjur och ger begränsad information om effekter på det kvinnliga reproduktionssystemet hos människa. Ett viktigt mål för vår forskning är därför att utveckla humanrelevanta in vitro-modeller som kan komplettera eller ersätta djurförsök.

Vi använder human ovarialvävnad och humana celler samt stamcellsbaserade modeller av tidig embryonal utveckling och implantation. Genom att kombinera dessa modeller med molekylär profilering, avbildning och high-throughput-tekniker vill vi identifiera biologiska responser som kan utvecklas till praktiskt användbara metoder för kemikalietestning.

I förlängningen vill vi bidra med bättre verktyg för att identifiera kemikalier och läkemedel som kan skada kvinnlig reproduktiv hälsa – och därmed bidra till en säkrare kemikalieexponering och ett bättre skydd av fertiliteten. 

Pauliina Damdimopoulou forskningsprojekt
Pauliina Damdimopoulou forskningsprojekt Foto: Magnus Laupa

Utvalda projekt

SAFER finansieras genom ett Consolidator Grant från European Research Council (ERC) och utvecklar humanrelevanta in vitro-verktyg för att studera kvinnlig reproduktionstoxicitet. Projektet undersöker hur miljökemikalier påverkar humana ovarier och tidig embryonal utveckling med hjälp av ovarialvävnad, stamcellsbaserade embryomodeller och multiomics. Målet är att omsätta mekanistisk kunskap om reproduktionstoxicitet i nya metoder för kemikaliesäkerhet. 

Sveafertil är en svensk nationell klinisk forskningsstudie för flickor och unga kvinnor med hög risk för infertilitet till följd av medicinska behandlingar. Studien kombinerar fertilitetsbevarande behandling med forskning om det humana ovariets utveckling och effekterna av gonadotoxiska behandlingar.

Genom samarbete med barnonkologiska och barnhematologiska enheter i hela Sverige studerar vi ovarialvävnad från barndomen genom puberteten och undersöker hur medicinska behandlingar påverkar dess celler, folliklar och molekylära organisation. Det långsiktiga målet är att förbättra bedömningen av fertilitetsrisk och möjligheterna till fertilitetsbevarande behandling för unga patienter.

Sveafertil finansieras av Barncancerfonden, Karolinska Institutet och Rydbecks stiftelse.


http://ki.se/en/sveafertil

MERLON är ett femårigt Horizon Europe-projekt som samlar forskare från hela Europa för att förbättra identifiering och reglering av hormonstörande kemikalier. Projektet kombinerar humandata, experimentella modeller, molekylära metoder och Adverse Outcome Pathways för att undersöka hur hormonstörande ämnen påverkar sexuell utveckling och reproduktiv funktion.

Vår grupp bidrar med humanrelevanta experimentella metoder och utvecklar New Approach Methodologies (NAMs) för ovarietoxicitet som på sikt kan användas inom kemisk riskbedömning.

https://merlon.dtu.dk/

HERTOX är ett femårigt FORMAS-projekt som utvecklar humanrelevanta high-throughput-metoder för att identifiera kemikalier som kan skada kvinnlig fertilitet. Vi anpassar tekniker som ursprungligen utvecklats för storskalig läkemedelsscreening till humana cellmodeller från ovarium och endometrium.

Med hjälp av 2D- och 3D-kulturer, automatiserad avbildning samt molekylära och cellulära effektmått kommer projektet att möjliggöra screening av tusentals kemikalier för effekter på kvinnliga reproduktiva celler. Målet är att omsätta biologisk kunskap om reproduktionstoxicitet i skalbara metoder som kan bidra till framtidens kemikaliesäkerhetsbedömning. 

Publikationer

Alla gruppmedlemmars publikationer

Medarbetare och kontakt

Gruppledare

Alla medarbetare i gruppen

För forskningsdeltagare

Pauliina Damdimopoulou i ett labb
Pauliina Damdimopoulou Foto: Magnus Laupa

Till dig som bidragit till forskningen

Tack för att du har valt att bidra till vår forskning.

Vår forskning syftar till att öka kunskapen om äggstockens funktion, kvinnlig fertilitet och hur olika faktorer kan påverka reproduktiv hälsa. Vi vill också utveckla nya metoder för att utvärdera hur kemikalier och medicinska behandlingar påverkar kvinnans fertilitet.

Genom att studera donerad äggstocksvävnad, follikelvätska och andra biologiska prover vill vi förstå både normal biologisk funktion och de mekanismer som kan bidra till infertilitet eller nedsatt fertilitet.

Forskningen bedrivs vid Karolinska Institutet och alla projekt har godkänts av Etikprövningsmyndigheten.

Om forskningen

De prover som doneras till forskningen används för flera olika typer av studier.

Vi undersöker bland annat:

  • vilka celltyper som finns i äggstocken
  • hur äggstockens celler samverkar och kommunicerar med varandra
  • hur äggceller utvecklas och mognar
  • hur miljöfaktorer, kemikalier och medicinska behandlingar kan påverka äggstockens funktion och kvinnans fertilitet

Den kunskap vi får från dessa studier används för att utveckla bättre metoder för att bedöma hur kemikalier och läkemedel kan påverka den reproduktiva hälsan.

Alla prover kodas innan de används i forskning. Forskarna som arbetar med proverna har inte tillgång till deltagarnas identitet.

Tack vare donationer från patienter har vi kunnat:

  • studera vilka miljökemikalier som finns i kvinnors blod och follikelvätska
  • undersöka om exponering för olika kemikalier är kopplad till fertilitet 
  • kartlägga vilka celltyper som finns i äggstockar hos barn och vuxna 
  • beskriva hur äggstocken utvecklas från barndomen till vuxen ålder
  • undersöka hur miljökemikalier och cancerbehandlingar påverkar äggstocksvävnad och äggstocksceller

Vår fortsatta forskning bygger vidare på denna kunskap för att utveckla bättre metoder för att utvärdera hur kemikalier och medicinska behandlingar påverkar kvinnlig fertilitet. Många av dagens säkerhetstester bygger på djurförsök och kan inte alltid förutsäga effekter i människans reproduktionsorgan. Därför arbetar vi med att utveckla nya metoder baserade på mänskliga celler och vävnader. På sikt kan dessa metoder bidra till mer träffsäkra riskbedömningar och ett minskat behov av djurförsök.

Resultat från forskningen publiceras fortlöpande i vetenskapliga tidskrifter och presenteras vid nationella och internationella konferenser.

Ett urval av publikationer finns nedan.

Single-cell analysis of human ovarian cortex identifies distinct cell populations but no oogonial stem cells.

Wagner M, Yoshihara M, Douagi I, Damdimopoulos A, Panula S, Petropoulos S, Lu H, Pettersson K, Palm K, Katayama S, Hovatta O, Kere J, Lanner F, Damdimopoulou P.Nat Commun. 2020 Mar 2;11(1):1147. doi: 10.1038/s41467-020-14936-3.

Här gjorde vi den första detaljerade kartläggningen av olika celltyper i den mänskliga äggstocken på encellsnivå. Studien gav ny kunskap om hur äggstocken är uppbyggd och visade samtidigt att det inte finns några stamceller i vuxna äggstockar som kan bilda nya ägg.

 

In-depth analysis of transcriptomes in ovarian cortical follicles from children and adults reveals interfollicular heterogeneity.

Rooda I, Hassan J, Hao J, Wagner M, Moussaud-Lamodière E, Jääger K, Otala M, Knuus K, Lindskog C, Papaikonomou K, Gidlöf S, Langenskiöld C, Vogt H, Frisk P, Malmros J, Tuuri T, Salumets A, Jahnukainen K, Velthut-Meikas A, Damdimopoulou P.Nat Commun. 2024 Aug 21;15(1):6989. doi: 10.1038/s41467-024-51185-0.

I denna studie jämförde vi omogna ägg från barn och vuxna. Vi fann att de omogna äggen hos barn skiljer sig från motsvarande ägg hos vuxna kvinnor. Resultaten visar att puberteten påverkar även de allra tidigaste stadierna av äggutvecklingen, trots att dessa ägg länge har betraktats som biologiskt vilande.

 

Persistent organic pollutants and the size of ovarian reserve in reproductive-aged women.

Björvang RD, Hassan J, Stefopoulou M, Gemzell-Danielsson K, Pedrelli M, Kiviranta H, Rantakokko P, Ruokojärvi P, Lindh CH, Acharya G, Damdimopoulou P.Environ Int. 2021 Oct;155:106589. doi: 10.1016/j.envint.2021.106589. Epub 2021 May 1.

I denna studie fann vi att kvinnor med högre halter av långlivade miljöföroreningar i blodet hade en mindre äggreserv, det vill säga färre kvarvarande omogna ägg i äggstockarna. Resultaten tyder på att miljökemikalier kan påverka kvinnans reproduktiva åldrande.

 

Follicular fluid and blood levels of persistent organic pollutants and reproductive outcomes among women undergoing assisted reproductive technologies.

Björvang RD, Hallberg I, Pikki A, Berglund L, Pedrelli M, Kiviranta H, Rantakokko P, Ruokojärvi P, Lindh CH, Olovsson M, Persson S, Holte J, Sjunnesson Y, Damdimopoulou P.Environ Res. 2022 May 15;208:112626. doi: 10.1016/j.envres.2021.112626. Epub 2021 Dec 29.

I denna studie visade vi att halterna av långlivade miljökemikalier i follikelvätskan i stor utsträckning speglar halterna i blodet hos kvinnor som genomgår fertilitetsbehandling. Vi såg också att högre halter av PFAS var kopplade till en lägre sannolikhet att få embryon av hög kvalitet.

 

Association between chemical mixtures and female fertility in women undergoing assisted reproduction in Sweden and Estonia.

Bellavia A, Zou R, Björvang RD, Roos K, Sjunnesson Y, Hallberg I, Holte J, Pikki A, Lenters V, Portengen L, Koekkoek J, Lamoree M, Van Duursen M, Vermeulen R, Salumets A, Velthut-Meikas A, Damdimopoulou P.Environ Res. 2023 Jan 1;216(Pt 1):114447. doi: 10.1016/j.envres.2022.114447. Epub 2022 Sep 28.

Denna studie genomfördes inom ramen för ett större EU-projekt. Vi fann att blandningar av miljökemikalier i follikelvätskan kan påverka hur äggstockarna svarar på hormonstimulering under IVF-behandling. Resultaten visar att kemikalieexponering bör studeras som kombinerade exponeringar, snarare än ämne för ämne.

 

 Reduced ovarian cholesterol and steroid biosynthesis along with increased inflammation are associated with high DEHP metabolite levels in human ovarian follicular fluids.

Varik I, Zou R, Bellavia A, Rosenberg K, Sjunnesson Y, Hallberg I, Holte J, Lenters V, Van Duursen M, Pedersen M, Svingen T, Vermeulen R, Salumets A, Damdimopoulou P, Velthut-Meikas A.Environ Int. 2024 Sep;191:108960. doi: 10.1016/j.envint.2024.108960. Epub 2024 Aug 15.

Även denna studie genomfördes inom ett större EU-projekt. Vi såg att högre halter av vissa ftalater i follikelvätskan var kopplade till minskad follikelmognad under IVF-behandling, samt ökad inflammation och förändrad hormonproduktion i follikeln. Resultaten tyder på att dessa kemikalier kan påverka den miljö där äggcellen utvecklas.

 

Identification of phthalate mixture exposure targets in the human and mouse ovary in vitro.

Tarvainen I, Soto DA, Laws MJ, Björvang RD, Damdimopoulos A, Roos K, Li T, Kramer S, Li Z, Lavogina D, Visser N, Kallak TK, Lager S, Gidlöf S, Edlund E, Papaikonomou K, Öberg M, Olovsson M, Salumets A, Velthut-Meikas A, Flaws JA, Damdimopoulou P.Reprod Toxicol. 2023 Aug;119:108393. doi: 10.1016/j.reprotox.2023.108393. Epub 2023 May 7.

I denna studie kartlade vi vilka biologiska processer som påverkas när äggstockar exponeras för blandningar av ftalater. Vi fann att många av förändringarna var kopplade till cellernas energiproduktion och ämnesomsättning, vilket tyder på att dessa processer är särskilt känsliga för kemikalieexponering.

 

Associations between lifestyle factors and levels of per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs), phthalates and parabens in follicular fluid in women undergoing fertility treatment.

Hallberg I, Björvang RD, Hadziosmanovic N, Koekkoekk J, Pikki A, van Duursen M, Lenters V, Sjunnesson Y, Holte J, Berglund L, Persson S, Olovsson M, Damdimopoulou P.J Expo Sci Environ Epidemiol. 2023 Sep;33(5):699-709. doi: 10.1038/s41370-023-00579-1. Epub 2023 Jul 22.

I denna studie undersökte vi om livsstilsfaktorer påverkar halterna av miljökemikalier i follikelvätskan. Vi fann bland annat samband mellan vissa kostvanor (intag av fisk och ägg) och PFAS-nivåer, samt mellan användning av parfymer och halter av ftalater.

 

Exposure to the phthalate metabolite MEHP impacts survival and growth of human ovarian follicles in vitro.

Panagiotou EM, Damdimopoulos A, Li T, Moussaud-Lamodière E, Pedersen M, Lebre F, Pettersson K, Arnelo C, Papaikonomou K, Alfaro-Moreno E, Lindskog C, Svingen T, Damdimopoulou P.Toxicology. 2024 Jun;505:153815. doi: 10.1016/j.tox.2024.153815. Epub 2024 Apr 27.

I denna studie visade vi att ftalatmetaboliten MEHP kan påverka överlevnaden och tillväxten hos omogna ägg och folliklar i mänsklig äggstocksvävnad. Effekterna sågs redan vid exponeringsnivåer som förekommer hos människor i vardagen.

 

Persistent organic pollutants dysregulate energy homeostasis in human ovaries in vitro.

Li T, Björvang RD, Hao J, Di Nisio V, Damdimopoulos A, Lindskog C, Papaikonomou K, Damdimopoulou P.Environ Int. 2024 May;187:108710. doi: 10.1016/j.envint.2024.108710. Epub 2024 Apr 27.

I denna studie undersökte vi hur långlivade miljöföroreningar, bland annat PCB:er, påverkar mänsklig äggstocksvävnad i laboratoriet. Vi fann att exponeringen störde cellernas energibalans och ämnesomsättning redan vid nivåer som motsvarar dem som förekommer hos människor.