Orientador: José Buratini Júnior / Resumo: A maturação in vitro (MIV) é uma etapa fundamental da produção in vitro de embriões bovinos (PIV). A conclusão prematura da maturação nuclear durante a MIV é considerada como uma das principais causas da eficiência limitada da PIV. Em camundongos, o fator de crescimento dos fibroblastos 8 (FGF8) regula a atividade do peptÌdeo natriurético tipo C (NPPC) aumentando a expressão de seu receptor (NPR2) e contribuindo assim para o bloqueio meiótico. O principal objetivo deste trabalho foi testar os efeitos do FGF8 sobre a dinâmica da quebra da vesícula germinativa e progresso da meiose durante a MIV induzida com FSH ou ampirregulina (AREG) em bovinos. Paralelamente, os efeitos do FGF8 sobre a expansão do cumulus e metabolismo da glicose também foram testados. Na MIV induzida com AREG, mas não com FSH, o FGF8 diminuiu a porcentagem de oócitos com quebra da vesícula germinativa às 6 e 9 horas do cultivo, enquanto aumentou a expressão do RNAm do NPPC, mas não do NPR2, nas células do cumulus. Distintamente, na MIV com FSH, o FGF8 diminuiu a porcentagem de oócitos em Meiose I às 9 horas de cultivo. O FGF8 não afetou a porcentagem de oócitos em Meiose II às 22 horas da MIV, nem a expansão do cumulus, embora tenha aumentado a expressão do RNAm de genes da cascata ovulatória [prostaglandina endoperoxido sintase 2 (PTGS2) e desintegrina e metaloproteinase de domínio contendo proteÌna 10 (ADAM 10)]. Além disso, o FGF8 diminuiu o consumo de glicose e a produção de lactato na MIV com FSH, m... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Submitted by LORENA SANCHES (losanches25@yahoo.com.br) on 2016-09-05T23:48:16Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Lorena Sanches.pdf: 910469 bytes, checksum: c0365e51eb8f6cf8b8d23bb263de599e (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-09-06T12:34:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 sanches_l_me_bot.pdf: 910469 bytes, checksum: c0365e51eb8f6cf8b8d23bb263de599e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-06T12:34:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sanches_l_me_bot.pdf: 910469 bytes, checksum: c0365e51eb8f6cf8b8d23bb263de599e (MD5) Previous issue date: 2016-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A maturação in vitro (MIV) é uma etapa fundamental da produção in vitro de embriões bovinos (PIV). A conclusão prematura da maturação nuclear durante a MIV é considerada como uma das principais causas da eficiência limitada da PIV. Em camundongos, o fator de crescimento dos fibroblastos 8 (FGF8) regula a atividade do peptÌdeo natriurético tipo C (NPPC) aumentando a expressão de seu receptor (NPR2) e contribuindo assim para o bloqueio meiótico. O principal objetivo deste trabalho foi testar os efeitos do FGF8 sobre a dinâmica da quebra da vesícula germinativa e progresso da meiose durante a MIV induzida com FSH ou ampirregulina (AREG) em bovinos. Paralelamente, os efeitos do FGF8 sobre a expansão do cumulus e metabolismo da glicose também foram testados. Na MIV induzida com AREG, mas não com FSH, o FGF8 diminuiu a porcentagem de oócitos com quebra da vesícula germinativa às 6 e 9 horas do cultivo, enquanto aumentou a expressão do RNAm do NPPC, mas não do NPR2, nas células do cumulus. Distintamente, na MIV com FSH, o FGF8 diminuiu a porcentagem de oócitos em Meiose I às 9 horas de cultivo. O FGF8 não afetou a porcentagem de oócitos em Meiose II às 22 horas da MIV, nem a expansão do cumulus, embora tenha aumentado a expressão do RNAm de genes da cascata ovulatória [prostaglandina endoperoxido sintase 2 (PTGS2) e desintegrina e metaloproteinase de domínio contendo proteÌna 10 (ADAM 10)]. Além disso, o FGF8 diminuiu o consumo de glicose e a produção de lactato na MIV com FSH, mas não com AREG. Em conclusão, o FGF8 desacelera a dinâmica da maturação nuclear enquanto aumento a expressão do NPPC nas células do cumulus durante MIV induzida com AREG e, portanto, apresenta-se como fator potencialmente útil para melhorar a eficiÍncia da MIV. / FAPESP: 2012/06417-8

A busca por melhores resultados nas biotecnologias reprodutivas leva a um estudo dos mecanismos fisiológicos básicos dos gametas e embriões em estágios iniciais. Entender como funciona o desenvolvimento destes, quais os nutrientes que eles precisam para se desenvolver in vitro e quais as condições ambientais necessárias permitem maiores taxas de sucesso. Tendo em vista a heterogeneidade dos complexos cumulus-oócito (COC) bovinos recuperados de ovários obtidos em frigorífico para a maturação in vitro e a relação entre oócito e células do cumulus nos resultados da produção in vitro de embriões, esse trabalho visa a identificação de fatores moleculares que possam explicar as melhores taxas de blastocistos obtidas por COCs com mais de três camadas de células do cumulus compactas e ooplasma homogêneo (COCI) quando comparados com COCs com menos de duas camadas de células do cumulus, com parte da zona pelúcida exposta e ooplasma homogêneo ou heterogêneo (COCIII). Para isso, COCI e III foram maturados in vitro separadamente, foram vortexados para retirada das células do cumulus e os oócitos foram submetidos a extração de RNA. O RNA foi amplificado em aRNA, marcado com biotina, fragmentado e hibridizado em microarray. Os arrays foram escaneados e os dados gerados analisados pelo métodos Significance Analysis of Microarrays e Rank Products em busca de genes diferencialmente expressos (DEG). A análise funcional in silico foi realizada com a ferramenta Ingenuity Pathway Analysis. Os resultados mostraram que o perfil de expressão dos oócitos de COCIII é diferente do perfil dos oócitos de COCI, como pode ser observado pelos 446 DEGs identificados, sendo 24 com expressão aumentada em oócitos de COCIII. Os genes com expressão alterada estão envolvidos em processos básicos da célula, como reassumição da meiose, metabolismo do oócito e maturação molecular, o que corrobora a ideia de que uma grande quantidade de células do cumulus interagindo com o oócito é crucial para a competência de desenvolvimento. / The researches for better results in reproductive biotechnologies have leading to studies of the basic physiological mechanisms of gametes and embryos in the early stages of developmental. Understand about their development, which nutrients they need and what environmental conditions are necessary to allow higher success rates. Because of the cumulus-oocyte complexes (COC) heterogeneous recovered from bovine ovaries obtained from an abattoir used for in vitro maturation and the relationship between oocyte and cumulus cells in the in vitro production of embryos, this study aims to identify molecular factors which might explain the improved rates of blastocyst obtained by COCs with more than three compact layers of cumulus cells and homogeneous ooplasm (COCI) compared with COC with less than two layers of cumulus cells, with part of the zona pellucida exposed and homogeneous or heterogeneous ooplasm (COCIII). For this, COCI and III were matured in vitro separately, their cumulus cells were removed and oocytes were subjected to RNA extraction. The RNA was amplified in aRNA, biotin labeled, fragmented and hybridized on microarray. The arrays were scanned and the data generated analyzed by the Significance Analysis of Microarrays and Rank Products methods in search of differentially expressed genes (DEG). In silico functional analysis were performed using Ingenuity Pathway Analysis. The results showed that the expression profile of COCIII oocytes is different from the profile of COCI oocytes. 446 DEGs were identified of which 24 presented increased expression in COCIII oocytes. Genes with altered expression are, in general, involved in the basic processes of the cell, as reassume of meiosis, metabolism of the oocyte and molecular maturation, which confirms the idea that a large amount of cumulus cells interacting with the oocyte is crucial for the development of competence.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, 2016. / A criopreservação do ovócito bovino ainda é um desafio. O tamanho celular, a quantidade de água no citoplasma, a reserva de ácidos graxos, a composição da membrana plasmática, são alguns dos fatores responsáveis pela baixa eficiência da técnica. Entre as metodologias utilizadas para a criopreservação de ovócitos, a vitrificação ainda é considerado o método mais eficaz. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar diferentes alternativas para minimizar os efeitos deletérios da vitrificação em ovócitos bovinos imaturos ou maturados. Entre as abordagens utilizadas estão (1) o uso de beta- metil- ciclodextrina (MβCD), como substância para alterar a membrana plasmática e aumentar a fluidez da mesma; (2) a associação de L-Carnitina e Resveratrol durante a maturação in vitro (MIV), para diminuir a reserva de gotículas lipídicas, aumentar a produção de ATP e proteger o ovócito contra o acúmulo de espécies reativas de oxigênio (EROs); (3) o uso da maturação in vivo para melhorar a qualidade do ovócito e, (4) o uso da transferência intrafolicular de ovócito imaturo, para proporcionar aos ovócitos vitrificados uma ambiente in vivo durante todos os passos da produção de embriões. Em cada experimento, diferentes avaliações foram utilizadas para identificar o sucesso ou insucesso das alternativas propostas. Apesar de alguns procedimentos como o uso de MβCD, terem melhorado a maturação nuclear, nenhum dos procedimentos utilizados aumentou a produção de blastocistos a partir de ovócito vitrificados. Os resultados obtidos mostraram que as lesões sofridas pelo ovócito bovino durante a vitrificação e aquecimento, o comprometem de forma muito severa e irreversível. / Cryopreservation of bovine oocyte is still a challenge. The cell size, the amount of water in the cytoplasm, the reservation of fatty acids, plasma membrane composition , are some of factors responsible for low efficiency of technique for bovine oocytes. Among the methodologies used for cryopreservation of oocytes, vitrification is the one that can minimize the effects of water flow. The main objective of present thesis was to prove different methodologies for vitrification of immature or matured bovine oocytes. For different alternatives were proved: (1) MβCD, a substance to alter the plasma membrane and increase membrane fluidity. (2) the combination of L-carnitine and resveratrol during IVM, to reduce reserves of lipid droplets, increase ATP production and protect against ROS aa. (3) in vivo maturation system where, after hormonal stimulation on bovine heifers, in vivo and theatrically better oocyte were produced. (4) intrafollicular transfer of immature oocyte, we adapted a methodology for immature oocytes could be injected into pre-ovulatory follicles, resulting in a in vivo system. For each experiment, different assessments were used to identify the successes or failures of our hypothesis. A common evaluation used for all experiments was the use of immature or for some experiments matured oocytes, destined for blastocyst development, after IVF. In none of proposed experiments, we have succeeded in increasing the production of blastocysts from vitrified oocytes. Likewise, the results, indicated that the injuries suffered by bovine oocyte during vitrification and thawing, compromise the oocyte at very severe intensity.

A busca por melhores resultados nas biotecnologias reprodutivas leva a um estudo dos mecanismos fisiológicos básicos dos gametas e embriões em estágios iniciais. Entender como funciona o desenvolvimento destes, quais os nutrientes que eles precisam para se desenvolver in vitro e quais as condições ambientais necessárias permitem maiores taxas de sucesso. Tendo em vista a heterogeneidade dos complexos cumulus-oócito (COC) bovinos recuperados de ovários obtidos em frigorífico para a maturação in vitro e a relação entre oócito e células do cumulus nos resultados da produção in vitro de embriões, esse trabalho visa a identificação de fatores moleculares que possam explicar as melhores taxas de blastocistos obtidas por COCs com mais de três camadas de células do cumulus compactas e ooplasma homogêneo (COCI) quando comparados com COCs com menos de duas camadas de células do cumulus, com parte da zona pelúcida exposta e ooplasma homogêneo ou heterogêneo (COCIII). Para isso, COCI e III foram maturados in vitro separadamente, foram vortexados para retirada das células do cumulus e os oócitos foram submetidos a extração de RNA. O RNA foi amplificado em aRNA, marcado com biotina, fragmentado e hibridizado em microarray. Os arrays foram escaneados e os dados gerados analisados pelo métodos Significance Analysis of Microarrays e Rank Products em busca de genes diferencialmente expressos (DEG). A análise funcional in silico foi realizada com a ferramenta Ingenuity Pathway Analysis. Os resultados mostraram que o perfil de expressão dos oócitos de COCIII é diferente do perfil dos oócitos de COCI, como pode ser observado pelos 446 DEGs identificados, sendo 24 com expressão aumentada em oócitos de COCIII. Os genes com expressão alterada estão envolvidos em processos básicos da célula, como reassumição da meiose, metabolismo do oócito e maturação molecular, o que corrobora a ideia de que uma grande quantidade de células do cumulus interagindo com o oócito é crucial para a competência de desenvolvimento. / The researches for better results in reproductive biotechnologies have leading to studies of the basic physiological mechanisms of gametes and embryos in the early stages of developmental. Understand about their development, which nutrients they need and what environmental conditions are necessary to allow higher success rates. Because of the cumulus-oocyte complexes (COC) heterogeneous recovered from bovine ovaries obtained from an abattoir used for in vitro maturation and the relationship between oocyte and cumulus cells in the in vitro production of embryos, this study aims to identify molecular factors which might explain the improved rates of blastocyst obtained by COCs with more than three compact layers of cumulus cells and homogeneous ooplasm (COCI) compared with COC with less than two layers of cumulus cells, with part of the zona pellucida exposed and homogeneous or heterogeneous ooplasm (COCIII). For this, COCI and III were matured in vitro separately, their cumulus cells were removed and oocytes were subjected to RNA extraction. The RNA was amplified in aRNA, biotin labeled, fragmented and hybridized on microarray. The arrays were scanned and the data generated analyzed by the Significance Analysis of Microarrays and Rank Products methods in search of differentially expressed genes (DEG). In silico functional analysis were performed using Ingenuity Pathway Analysis. The results showed that the expression profile of COCIII oocytes is different from the profile of COCI oocytes. 446 DEGs were identified of which 24 presented increased expression in COCIII oocytes. Genes with altered expression are, in general, involved in the basic processes of the cell, as reassume of meiosis, metabolism of the oocyte and molecular maturation, which confirms the idea that a large amount of cumulus cells interacting with the oocyte is crucial for the development of competence.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:47:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 929339 bytes, checksum: fddfad690cd5f53dd8bcd64c3c0e07a5 (MD5) Previous issue date: 2012-12-20 / In vitro production of pig embryos has yet taken unsatisfactory results due to low production blastocyst, the percentage of embryos produced from oocytes matured in vitro is lower than those matured in vivo. Several factors affect the success of maturation, however, the oocyte competence is one of the most important factors. Only competent oocytes are able to undergo fertilization and have normal embryonic development. The oocyte competence can be evaluated from various parameters such as morphology of the oocyte, follicle size, stained with cresyl brilliant blue (BCB), the time of cleavage and age of the donor. In recent years these parameters have been used for studies of gene expression associated with the task. This study aimed to evaluate differences in gene expression BMP15, RYBP, MATER, ZAR1 and using the constitutive gene GAPDH as endogenous control in immature oocytes of different morphological classes which are: 1, 2, 3 and 4 to elucidate the mechanisms required for oocyte acquires competence and provide important molecular markers linked to the development capability. Oocytes total RNA was extracted and used as a template for synthesis of cDNA first tape. The results of gene expression were analyzed using a mixed model, considering the gene expression data dependent and independent variables oocyte classes. Genes BMP15, RYBP ZAR1 and showed similar expression oocyte in categories 1, 2 and 3, only 4 categories differ in their expression (P <0.05). The MATER gene was expressed similarly in all categories oocyte studied (P> 0.05). The qPCR technique, in this work, was efficient to detect these transcripts in oocytes of different categories. However, to better understand the involvement of these transcripts in the acquisition of oocyte competence are needed most studies evaluating different morphological classes of oocytes at different stages of development and implication of other genes involved in oocyte competence. / A produção in vitro de embriões suínos ainda tem tidos resultados insatisfatórios devido a baixa de produção de blastocisto, a porcentagem de embriões produzidos de ovócitos maturados in vitro é inferior àqueles maturados in vivo. Diversos fatores interferem no sucesso da maturação, entretanto, a competência ovocitária é um dos fatores mais importantes. Somente ovócitos competentes são capazes de sofrer a fecundação e ter desenvolvimento embrionário normal. A competência ovocitária pode ser avaliada a partir de vários parâmetros, tais como morfologia do ovócito, tamanho do folículo, coloração com brilliant cresyl blue (BCB), momento da clivagem e idade da doadora. Nos últimos anos esses parâmetros têm sido utilizados para os estudos da expressão dos genes associados com a competência. Este trabalho teve por objetivo avaliar diferenças na expressão dos genes BMP15, RYBP, MATER, ZAR1 e como controle endógeno o gene constitutivo GAPDH em ovócitos imaturos de diferentes classes morfológicas sendo elas: 1, 2, 3 e 4. Como finalidade elucidar os mecanismos necessários para que o ovócito adquira competência e proporcionar importantes marcadores moleculares relacionados com a capacidade de desenvolvimento. O RNA total ovócitos foi extraído e utilizado como molde para a síntese da primeira fita de cDNA. Os resultados da expressão gênica foram analisados utilizando um modelo misto, considerando os dados de expressão gênica variável dependente e as classes ovocitárias variáveis independentes. Os genes BMP15, ZAR1 e RYBP apresentaram expressão semelhante nas classes ovocitárias 1, 2 e 3, somente a categoria 4 diferiu na expressão desses genes (P<0,05). O gene MATER foi expresso de forma semelhante em todas as classes ovocitárias estudadas (P>0,05). A técnica de qPCR, no presente trabalho, foi eficiente para detecção destes transcritos em ovócitos de diferentes classes. No entanto, para melhor entendimento do envolvimento desses transcritos na aquisição da competência ovocitária são necessários mais estudos avaliando ovócitos de diferentes classes morfológicas, em diferentes fases de desenvolvimento e implicação de outros genes envolvidos com a competência ovocitária.

Os mecanismos pelos quais a produção in vitro de embriões (PIVE) bovinos gera embriões com excessivo acúmulo lipídico, com elevado estresse celular e com reduzida criotolerância ainda são desconhecidos. Também permanece desconhecido quando essas alterações acontecem, se acontecem desde a maturação oocitária e o papel que as células do cumulus possuem neste mecanismo. O objetivo do presente trabalho foi estudar e comparar o metabolismo lipídico e homeostase celular, além dos perfis de miRNAs, durante a maturação oocitária e o desenvolvimento embrionário inicial in vivo e in vitro em bovinos. Para isso, o trabalho foi dividido em 4 estudos. No Estudo 1, intitulado \"A maturação in vitro gera complexos cumulus-oócitos metabolicamente desregulados e estressados em bovinos\" foram analisadas as células do cumulus e oócitos de complexos cumulus-oócitos (COCs) imaturos e maturados in vivo e in vitro. Foram realizadas análises de quantificação de lipídeos, espécies reativas de oxigênio (EROs), glutationa reduzida (GSH), razão ATP/ADP assim como expressão de mRNAs e miRNAs relacionados com as vias de metabolismo e homeostase celular. A partir dos dados obtidos neste estudo, concluímos que a maturação in vitro (MIV) provoca aumento de lipídeos no COC, diminuição de GSH e da atividade mitocondrial nos oócitos, acompanhado por uma desregulação massiva das vias relacionadas a metabolismo e homeostase nas células do cumulus da MIV. No Estudo 2, intitulado \"A proteína ligadora de ácidos graxos 3 (Fatty Acid Binding Protein 3 - FABP3) e as projeções transzonais estão envolvidas no acúmulo lipídico durante a maturação in vitro em oócitos bovinos\" foi constatado aumento do conteúdo lipídico e da expressão da FABP3 nas células do cumulus da MIV, quando comparado ao sistema in vivo. Ainda, imunolocalizamos a FABP3 dentro das projeções transzonais (TZPs) e verificamos um aumento concomitante da FABP3 e dos lipídeos oocitários nas primeiras 9 horas da MIV. Mediante a remoção das TZPs às 9 horas da MIV e consequente diminuição lipídica observada no oócito, concluímos que existe um possível transporte de ácidos graxos a partir das células do cumulus até o oócito mediante FABP3 e TZPs. No Estudo 3, intitulado \"Alterações no metabolismo lipídico e homeostase celular entre embriões bovinos produzidos in vivo e in vitro\", verificamos que, mesmo utilizando um cultivo in vitro com baixa tensão de oxigênio e sem soro, os blastocistos da PIVE possuem maiores níveis de lipídeos e EROs que aqueles produzidos in vivo. Além disso, constatamos que essas alterações nos lipídeos durante a PIVE não estão acompanhadas de alterações de expressão, porém, existe um aumento na expressão de genes relacionados com estresse. No último estudo, \"O sistema in vitro altera o perfil de miRNAs durante a maturação oocitária e desenvolvimento embrionário inicial em bovino\", constatamos as diferenças no perfil de miRNAs e nas vias reguladas por estes nas células do cumulus e oócitos maturados in vivo e in vitro e em blastocistos produzidos in vivo e in vitro. Verificamos uma maior regulação por miRNAs durante a maturação nas células do cumulus comparado ao oócito. Além do mais, tanto no COC quanto nos blastocistos, os miRNAs mostraram regular vias importantes do metabolismo, comunicação celular e vias de sinalização importantes para a maturação e desenvolvimento embrionário inicial. Conjuntamente, este trabalho permitiu elucidar as diferenças que a PIVE provoca no metabolismo e homeostase celular e na expressão de miRNAs. / The mechanism through which in vitro embryo production (IVEP) generates embryos with higher lipid accumulation, overstressed and with reduced cryotolerance is unknown. It is also unknown when these alterations take place, if occurs since the oocyte maturation and the role of cumulus cells in this mechanism are also unknown. The aim of the present work was to study and compare the lipid metabolism and cellular homeostasis, as well as the miRNAs profile during oocyte maturation and early in vivo and in vitro embryo development in bovines. For that, the present work was divided in 4 studies. In Study 1, entitled \"in vitro maturation generates metabolically disrupted and overstressed cumulus-oocyte complexes in bovines\" cumulus cells and oocytes from immature and in vivo and in vitro matured cumulus-cells complexes (COC) were analyzed. Analysis of lipid stores, oxygen reactive species (ROS), reduced glutathione and ATP/ADP ratio quantification, as well as mRNAs and miRNAs involved with metabolism and cellular homeostasis pathways were performed. From the obtained data in this study, we concluded that in vitro maturation (IVM) leads to an increase of lipids in the COC, a decrease of oocyte GSH and mitochondrial activity, as well as a massive deregulation in metabolism and homeostasis related pathways in MIV cumuls cells. In Study 2, \"Fatty Acid Binding Protein 3 and transzonal projections are involved on lipid accumulation during in vitro maturation in bovine oocytes\" we observed an increase of lipid accumulation and FABP3 expression in MIV cumulus cells when compared to the in vivo system. Furthermore, we immunolocalized the FABP3 inside the transzonal projections (TZPs) and verified a concomitant increase of FABP3 and oocyte lipids on the first 9 hours of MIV. By removing the TZPs at 9 hours of MIV and by the consequent lipid decrease observed in the oocyte, we concluded that there is a possible traffic of fatty acids from the cumulus cells to the oocyte mediated by FABP3 and TZPs. In Study 3, entitled \"Alterations in lipid metabolism and cellular homeostasis between in vivo and in vitro produced bovine embryos\", we observed that, even though under serum free and low oxygen tension used during in vitro culture was used, IVP blastocysts had higher lipid and ROS levels than the counterparts produced in vivo. Moreover, we found that these lipid alterations during IVP are not followed by corresponding genes expression alterations, however, there is an increase of the expression of stress related genes. In the last study, \"in vitro system alters miRNAs profile during oocyte maturation and early embryo development in bovines\", we observed differences in miRNAs profiles and in pathways modulated by them in in vivo and in vitro matured cumulus cells and oocytes and in in vivo and in vitro produced blastocysts. We observed an intense miRNAs regulation during maturation in cumulus cells when compared to the oocyte. Furthermore, in both COC and blastocysts, miRNAs regulated important metabolism, cellular communication pathways, as well as important signaling pathways for maturation and early embryo development. Taken together, the findings of the present work allowed us to elucidate the differences caused by IVEP on cell metabolism and homeostasis as well as on miRNAs expression.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2017-05-05T14:30:11Z No. of bitstreams: 1 Marquiliano Farias de Moura.pdf: 1343014 bytes, checksum: 18474259144cdf58c8045b49e60f7998 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-05T14:30:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marquiliano Farias de Moura.pdf: 1343014 bytes, checksum: 18474259144cdf58c8045b49e60f7998 (MD5) Previous issue date: 2014-08-04 / It was carried out a morphological study on Oocyte Cumulus Complex of sheep (COCs), in order to characterize them quantitatively, both during the proestrus and diameter phases of the estrous cycle, as during different periods of the gestation. COCs were collected from antral follicles (3-6 mm) with regular, slightly grainy and multiple layers of cumulus cytoplasm (COC Grade I) fixed on glutaraldehyde and embedded in paraffin, as well as sectioned into sections of 5 μm. The principle of the nucleator was used to estimate average volumes of oocytes, cumulus cells and their nuclei. The thicknesses of the pellucida zone, as well as the numerical percentages of different types of cumulus cells were evaluated. There was a synchronous increase of the volume of the oocyte and its nucleus from diestrus to proestrus phases. Concerning the ones collected in the gestation stages, there was a parameter volume reduction as the pregnancy progresses. The thickness of the pellucida zone was reduced during the periods approaching ovulation. Three types of cumulus cells were observed (C1-C3). The results suggest that cumulus cells respond to circulating hormone levels during the estrous cycle and gestation. / Um estudo morfológico foi realizado em complexos cumulus oophorus de ovinos (CCOs), a fim de caracterizá-los durante as fases de proestro e dietro do ciclo estral, e durante diferentes períodos de gestação. CCOs foram colhidos a partir de folículos antrais (3-6 mm) com citoplasma regular, levemente granulado e com múltiplas camadas de células do cúmulus (CCO Grau I). Fixados em glutaraldeído e incluso em parafina, e seccionado em cortes de 5 μm. O volume médio dos oócitos com e sem zona pelúcida foram maiores nas fases de proestro, havendo redução desses volumes nas fases de diestro, G30 e G60, respectivamente. No entanto, foi observado que na fase de proestro o volume do núcleo foi inferior quando comparado aos núcleos das fases de diestro, G30 e G60. A zona pelúcida apresentou-se mais delgada à medida que no volume do oócito aumentou. As células do cumulus e seus respectivos núcleos mantiveram os volumes inalterados durante todas as fases estudadas. Houve diferença significativa quando comparado o volume dos tipos de células do cumulus em todas as fases. Também foram observados e classificados vários tipos (C1, C2 e C3) de células do cumulus, na fase de proestro houve uma maior proporção de células do tipo C3, seguido de significativa redução desse tipo de célula nas fases de diestro, G30 e G60. Já o tipo de célula C1 e C2 foram mais frequentes no grupo G60. Conclui-se que a morfologia das células do cumulus, da zona pelúcida, do citoplasma e do núcleo de complexo cumulus oophorus de folículos antrais ovinos apresenta-se morfologicamente distinta de acordo com as fases do ciclo estral e gestação.

Os mecanismos pelos quais a produção in vitro de embriões (PIVE) bovinos gera embriões com excessivo acúmulo lipídico, com elevado estresse celular e com reduzida criotolerância ainda são desconhecidos. Também permanece desconhecido quando essas alterações acontecem, se acontecem desde a maturação oocitária e o papel que as células do cumulus possuem neste mecanismo. O objetivo do presente trabalho foi estudar e comparar o metabolismo lipídico e homeostase celular, além dos perfis de miRNAs, durante a maturação oocitária e o desenvolvimento embrionário inicial in vivo e in vitro em bovinos. Para isso, o trabalho foi dividido em 4 estudos. No Estudo 1, intitulado \"A maturação in vitro gera complexos cumulus-oócitos metabolicamente desregulados e estressados em bovinos\" foram analisadas as células do cumulus e oócitos de complexos cumulus-oócitos (COCs) imaturos e maturados in vivo e in vitro. Foram realizadas análises de quantificação de lipídeos, espécies reativas de oxigênio (EROs), glutationa reduzida (GSH), razão ATP/ADP assim como expressão de mRNAs e miRNAs relacionados com as vias de metabolismo e homeostase celular. A partir dos dados obtidos neste estudo, concluímos que a maturação in vitro (MIV) provoca aumento de lipídeos no COC, diminuição de GSH e da atividade mitocondrial nos oócitos, acompanhado por uma desregulação massiva das vias relacionadas a metabolismo e homeostase nas células do cumulus da MIV. No Estudo 2, intitulado \"A proteína ligadora de ácidos graxos 3 (Fatty Acid Binding Protein 3 - FABP3) e as projeções transzonais estão envolvidas no acúmulo lipídico durante a maturação in vitro em oócitos bovinos\" foi constatado aumento do conteúdo lipídico e da expressão da FABP3 nas células do cumulus da MIV, quando comparado ao sistema in vivo. Ainda, imunolocalizamos a FABP3 dentro das projeções transzonais (TZPs) e verificamos um aumento concomitante da FABP3 e dos lipídeos oocitários nas primeiras 9 horas da MIV. Mediante a remoção das TZPs às 9 horas da MIV e consequente diminuição lipídica observada no oócito, concluímos que existe um possível transporte de ácidos graxos a partir das células do cumulus até o oócito mediante FABP3 e TZPs. No Estudo 3, intitulado \"Alterações no metabolismo lipídico e homeostase celular entre embriões bovinos produzidos in vivo e in vitro\", verificamos que, mesmo utilizando um cultivo in vitro com baixa tensão de oxigênio e sem soro, os blastocistos da PIVE possuem maiores níveis de lipídeos e EROs que aqueles produzidos in vivo. Além disso, constatamos que essas alterações nos lipídeos durante a PIVE não estão acompanhadas de alterações de expressão, porém, existe um aumento na expressão de genes relacionados com estresse. No último estudo, \"O sistema in vitro altera o perfil de miRNAs durante a maturação oocitária e desenvolvimento embrionário inicial em bovino\", constatamos as diferenças no perfil de miRNAs e nas vias reguladas por estes nas células do cumulus e oócitos maturados in vivo e in vitro e em blastocistos produzidos in vivo e in vitro. Verificamos uma maior regulação por miRNAs durante a maturação nas células do cumulus comparado ao oócito. Além do mais, tanto no COC quanto nos blastocistos, os miRNAs mostraram regular vias importantes do metabolismo, comunicação celular e vias de sinalização importantes para a maturação e desenvolvimento embrionário inicial. Conjuntamente, este trabalho permitiu elucidar as diferenças que a PIVE provoca no metabolismo e homeostase celular e na expressão de miRNAs. / The mechanism through which in vitro embryo production (IVEP) generates embryos with higher lipid accumulation, overstressed and with reduced cryotolerance is unknown. It is also unknown when these alterations take place, if occurs since the oocyte maturation and the role of cumulus cells in this mechanism are also unknown. The aim of the present work was to study and compare the lipid metabolism and cellular homeostasis, as well as the miRNAs profile during oocyte maturation and early in vivo and in vitro embryo development in bovines. For that, the present work was divided in 4 studies. In Study 1, entitled \"in vitro maturation generates metabolically disrupted and overstressed cumulus-oocyte complexes in bovines\" cumulus cells and oocytes from immature and in vivo and in vitro matured cumulus-cells complexes (COC) were analyzed. Analysis of lipid stores, oxygen reactive species (ROS), reduced glutathione and ATP/ADP ratio quantification, as well as mRNAs and miRNAs involved with metabolism and cellular homeostasis pathways were performed. From the obtained data in this study, we concluded that in vitro maturation (IVM) leads to an increase of lipids in the COC, a decrease of oocyte GSH and mitochondrial activity, as well as a massive deregulation in metabolism and homeostasis related pathways in MIV cumuls cells. In Study 2, \"Fatty Acid Binding Protein 3 and transzonal projections are involved on lipid accumulation during in vitro maturation in bovine oocytes\" we observed an increase of lipid accumulation and FABP3 expression in MIV cumulus cells when compared to the in vivo system. Furthermore, we immunolocalized the FABP3 inside the transzonal projections (TZPs) and verified a concomitant increase of FABP3 and oocyte lipids on the first 9 hours of MIV. By removing the TZPs at 9 hours of MIV and by the consequent lipid decrease observed in the oocyte, we concluded that there is a possible traffic of fatty acids from the cumulus cells to the oocyte mediated by FABP3 and TZPs. In Study 3, entitled \"Alterations in lipid metabolism and cellular homeostasis between in vivo and in vitro produced bovine embryos\", we observed that, even though under serum free and low oxygen tension used during in vitro culture was used, IVP blastocysts had higher lipid and ROS levels than the counterparts produced in vivo. Moreover, we found that these lipid alterations during IVP are not followed by corresponding genes expression alterations, however, there is an increase of the expression of stress related genes. In the last study, \"in vitro system alters miRNAs profile during oocyte maturation and early embryo development in bovines\", we observed differences in miRNAs profiles and in pathways modulated by them in in vivo and in vitro matured cumulus cells and oocytes and in in vivo and in vitro produced blastocysts. We observed an intense miRNAs regulation during maturation in cumulus cells when compared to the oocyte. Furthermore, in both COC and blastocysts, miRNAs regulated important metabolism, cellular communication pathways, as well as important signaling pathways for maturation and early embryo development. Taken together, the findings of the present work allowed us to elucidate the differences caused by IVEP on cell metabolism and homeostasis as well as on miRNAs expression.