A produção in vitro de embriões é uma biotecnologia bastante difundida mundialmente. O Brasil, em 2015, foi responsável por aproximadamente 67% dos embriões bovinos produzidos in vitro no mundo (PERRY, 2014). Embora essa tecnologia seja bastante utilizada, é de grande interesse para o mercado desenvolver estratégias que levem ao maior aproveitamento dos oócitos obtidos e compreender os mecanismos, dentro do ambiente folicular, que determinam a competência oocitária. O microambiente folicular é fundamental para o crescimento e a aquisição da competência oocitária, tornando o oócito apto a desenvolver-se e manter o embrião até a transição materno embrionária. Para tanto, os componentes foliculares - células da granulosa, células do cumulus, oócito e líquido folicular - precisam trabalhar em unidade, visto que possuem uma relação de interdependência. Dentro dos mecanismos de comunicação existentes no ambiente folicular estão as vesículas secretadas por células, chamadas vesículas extracelulares, que foram descritas no líquido folicular, contendo material bioativo como proteínas, lipídios e RNAs, incluindo os microRNAs. Contudo, os componentes do ambiente folicular podem refletir na qualidade do oócito que será produzido e a hipótese geral deste trabalho é de que os miRNAs presentes no ambiente folicular regulam vias de sinalização importantes para o desenvolvimento oocitário e que os miRNAs e ou RNAs mensageiros presentes nas células foliculares podem ser explorados como importantes ferramentas para o diagnóstico da qualidade oocitária. O primeiro estudo determinou perfis transcricionais de miRNAs em células da granulosa, em complexos cumulus-oócito e em vesículas extracelulares derivadas destas células e também do fluido folicular. Além de conhecer a origem e o papel dos miRNAs no ambiente folicular, estes perfis de expressão indicaram a regulação no ambiente folicular da via de sinalização da PI3K-Akt. No segundo estudo, componentes desta via de sinalização foram então determinados em células foliculares associadas a oócitos de alta ou baixa competência ao desenvolvimento. Os resultados demonstram que a ativação da via PI3K-Akt em células foliculares correlaciona-se à maior competência oocitária; de modo oposto, a menor atividade desta via nas células foliculares está relacionada à reduzida competência oocitária. Nos estudos três e quatro, um conjunto de experimentos foram realizados para determinar o perfil de microRNAs e RNAs mensageiros em células do cumulus associadas a oócitos de alta ou baixa competência ao desenvolvimento. Buscou-se esclarecer alguns dos mecanismos responsáveis pela melhor qualidade oocitária e levar a identificação de biomarcadores de qualidade oocitária permitindo o avanço e o desenvolvimento de novas ferramentas para intensificar a produção in vitro de embriões bovinos. Por fim, estes resultados demonstram respostas integradas entre oócitos e células foliculares durante o desenvolvimento folicular e o processo de aquisição de competência oocitária e identificaram marcadores de qualidade oocitária. / In vitro embryo production of is a widespread biotechnology worldwide. In 2015 Brazil was responsible for approximately 67% of bovine embryos produced in vitro in the world (PERRY, 2014). Although widely used, to develop strategies that lead to better use of oocytes and understand the mechanisms (in follicular microenvironment) that determine oocyte competence is of great interest to national market. The follicular microenvironment is fundamental for oocyte growth and acquisition of competence, making the oocyte able to develop and maintain the embryo until the embryonic maternal transition. For this end, the follicular components - granulosa cells, cumulus cells, oocytes and follicular fluid - need to work in unity, since they have arelation of interdependence. Within the mechanisms of communication existing within the follicular environment are vesicles secreted by cells, called extracellular vesicles, which were described in follicular fluid, containing bioactive material such as proteins, lipids and RNAs, including microRNAs. The components of follicular environment may reflect the quality of the oocyte that will be produced and the general hypothesis of this work is that the miRNAs present in the follicular environment regulate signaling pathways important for oocyte development and that the miRNAs and/or messenger RNAs present in the follicular cells can be explored as important tools for the diagnosis of oocyte quality. The first study determined profiles of miRNAs in granulosa cells, cumulus-oocyte complexes and extracellular vesicles derived from these cells and also in follicular fluid. In addition, by knowing the origin and role of miRNAs in the follicular environment, the expression profiles indicated the PI3K-Akt signaling pathway regulation in the follicular environment. In the second study, components of this signaling pathway were then determined in follicular cells associated with oocytes of high or low developmental competence. The results demonstrated that the activation of the PI3K-Akt pathway in follicular cells correlates with increased oocyte competence; conversely, the lower activity of this pathway in follicular cells is related to reduced oocyte competence. In studies three and four, experiments were performed to determine the profile of microRNAs and messenger RNAs in cumulus cells associated with oocytes of high or low developmental competence. Aiming to clarify some of the mechanisms responsible for the best oocyte quality that lead to the identification of oocyte quality biomarkers, allows the advancement and development of new tools to intensify the in vitro production of bovine embryos. Finally, results obtained demonstrate integrated responses between oocytes and follicular cells during follicular development and give new insights to the study of oocyte competence acquisition process and identified oocyte quality markers.

Embriões bovinos produzidos in vitro (PIV) apresentam diferenças quando comparados aos produzidos in vivo. Esta particularidade reduz as taxas de viabilidade in vitro e in vivo após a criopreservação, limitando o emprego comercial da preservação dos embriões PIV. Várias estratégias vêm sendo propostas para aumentar a viabilidade e desenvolvimento desses embriões criopreservados. Alguns estudos utilizam a exposição dos embriões a um estresse subletal, como a alta pressão hidrostática (HHP), previamente a procedimentos que reduzem a viabilidade embrionária, o que aumenta a tolerância desses indivíduos à criopreservação. Os objetivos deste experimento foram determinar as taxas de viabilidade de blastocistos bovinos PIV previamente expostos à alta pressão gasosa (HGP) de 27,5 MPa por 120 min e após submetidos à congelação ou vitrificação. A avaliação da viabilidade foi mediante determinação das taxas de re-expansão e eclosão após criopreservação.Oócitos morfologicamente viáveis obtidos a partir de ovários de frigorífico foram maturados in vitro durante 24 h a 38,5 °C, em atmosfera de 5% de CO2 com umidade relativa do ar saturada e fecundados (dia 0) com sêmen criopreservado capacitado in vitro Após 20 h, os presuntivos zigotos foram submetidos a cultivo in vitro em meio SOF condicionado a 38,5 °C, em atmosfera de 5% de CO2, 5% O2 e 90% N2, com umidade relativa do ar saturada. Os blastocistos (dia 7) foram divididos aleatoriamente em 4 grupos: expostos à HGP e congelados, PC; controle congelação, CC; expostos à HGP e vitrificados, PV; controle vitrificação, CV. Os embriões foram expostos ou não à HGP de 27,5 MPa por 120 min e em seguida colocados em cultivo por 120 min. Após esse período os blastocistos foram submetidos à congelação ou à vitrificação. A taxa de re-expansão dos blastocistos avaliada em 24 h do grupo CV (59,6%) foi maior que a dos embriões dos grupos CC (45,2%) e PC (46,3%) (P<0,05), mas não diferiu da taxa de re-expansão dos embriões do grupo PV (48,1%). As taxas de eclosão foram: PC, 21,5%; CC, 24,6%; PV, 35,3%; CV, 30,8%. Os blastocistos do grupo PV apresentaram maiores taxas de eclosão do que os embriões do grupo PC. Em conclusão, o tratamento com HGP não interferiu no desenvolvimento in vitro dos blastocistos que foram submetidos à congelação ou à vitrificação. Levando em consideração os blastocistos eclodidos sobre o total de re-expandidos, o tratamento com HGP incrementou a taxa de eclosão in vitro dos embriões que foram submetidos à vitrificação. / In vitro bovine embryos (IVP) present differences when compared to those produced in vivo. This particularity reduces in vitro and in vivo survival rates after cryopreservation, limiting the commercial use of IVP embryos preservation. Several strategies have been proposed to increase viability and development of these cryopreserved embryos. Some studies use embryo exposure to sublethal stress prior to in vitro procedures, such as high hydrostatic pressure (HHP), which increases tolerance of these individuals to a new stressor, such as cryopreservation. Objectives of this experiment were to determine viability rates of bovine blastocysts produced in vitro previously exposed to high gaseous pressure (HGP) of 27.5 MPa for 120 minutes and after subjected to freezing or vitrification. Morphologically viable oocytes obtained from bovine ovaries were matured in vitro for 24 hours at 38.5°C in 5% CO2 atmosphere with saturated air humidity and in vitro fertilized (day 0) with cryopreserved semen (inseminating dose 1x106 / ml) After 20 hours, presumptive zygotes were cultured in vitro at 38.5°C in an atmosphere of 5% CO2, 5% O2 e 90% N2 with saturated air humidity. Blastocysts obtained on day 7 were divided into 4 groups: exposed to HGP and frozen (FP); freezing control (FC); exposed to HGP and vitrified (VP); vitrification control (VC). These groups were exposed or not to 27.5 MPa HGP for 120 minutes then in vitro cultured for more 120 min. After this period, blastocysts were subjected to freezing or vitrification. Re-expansion rate was higher (P<0.05) for CV (59,6%) compared to CC (45,2%) and CV (46,3%), not differing from PV (48,1%). Blastocysts from group VP presented higher hatching rates than embryos from group FP (P<0.05) (35,3% vs. 21,5%, respectively). In conclusion, exposure of blastocysts to HGP before vitrification or conventional freezing did not interfered on in vitro embryo survival rates. However, considering hatched blastocysts over the total re-expanded, HGP increased hatching rates of vitrified embryos.

O desenvolvimento dos sistemas de produção de embriões por fecundação in vitro (FIV) ou transferência nuclear com células somáticas (TNCS) em diversas espécies animais, em especial a bovina, acarretou na manifestação de anormalidades de desenvolvimento in vivo, com a placenta sendo considerada o fator determinante no aparecimento destes distúrbios durante a gestação. A hipótese geral deste trabalho é de que alterações na formação da placenta, decorrentes das manipulações embrionárias in vitro, resultam em elevadas perdas no terço inicial e em anormalidades fetais e placentárias no terço final da gestação, incluindo um crescimento compensatório dos fetos por uma perda da capacidade de regulação da restrição placentária, elevando o fluxo total de nutrientes no sentido materno-fetal. Sendo assim, este estudo foi dividido em Capítulos, buscando-se avaliar os efeitos de algumas variáveis biológicas e técnicas na produção de embriões in vitro por TNCS, e de comparar o desenvolvimento de prenhezes estabelecidas com embriões produzidos in vivo (Controle), in vitro por fecundação (FIV) e in vitro por transferência nuclear (TNCS), pela avaliação de dados morfométricos, morfológicos e bioquímicos coletados em distintos momentos da gestação. No Capítulo 1, o desenvolvimento in vitro de embriões clonados foi comparado entre células somáticas de duas fêmeas geneticamente distintas (Nelore vs. Crioula Lageana), e entre três intervalos de confluência celular, estabelecidos previamente ao procedimento de clonagem, do mesmo animal. As melhores taxas foram obtidas com a utilização de células da fêmea Nelore, e da utilização de células com elevada confluência em cultivo. No Capítulo 2, comparou-se o efeito de dois intervalos de fusão-ativação e da agregação ou não de embriões no momento do cultivo, no desenvolvimento in vitro e in vivo destes embriões clonados. A agregação dos embriões e um maior intervalo entre fusão-ativação promoveram um incremento na produção de blastocistos. Contudo, estes não se apresentaram mais desenvolvidos ou com melhor qualidade, e também não influenciaram nas taxas de prenhez ou de manutenção das mesmas. No Capítulo 3, prenhezes dos grupos Controle, FIV e TNCS foram comparadas pela avaliação de dados morfométricos e bioquímicos coletados em distintos momentos da gestação. Este experimento demonstrou que as diferenças entre os grupos experimentais ocorreram desde as análises iniciais, com os grupos in vitro apresentando menores taxas de prenhez, e com o grupo TNCS tendo as maiores perdas gestacionais. As imagens obtidas por ultrasonografia aos 51 dias revelaram conceptos in vitro retardados em seu desenvolvimento, mas com um crescimento compensatório posterior, já que as prenhezes produzidas in vitro, e especialmente as do grupo TNCS, sustentaram não só maiores conceptos e com maiores anormalidades aos 225 dias de gestação, como também apresentaram um maior acúmulo de substratos energéticos no sistema fetal, particularmente de frutose no alantóide. No Capítulo 4, foram comparados os resultados de produção de embriões clonados e do estabelecimento de prenhezes em um período de produção de 28 meses, divididos em três momentos. A compilação dos períodos de rotinas de trabalho em clonagem bovina demonstrou o efeito da experiência e da aquisição de competência técnica sobre os resultados de produção in vitro de embriões por TNCS, com repercussão direta no desenvolvimento in vivo posterior. / The in vitro production (IVP) of embryos by in vitro fertilization (IVF) or somatic cell nuclear transfer (SCNT) in many species, especially in cattle, is usually associated with abnormalities during in vivo development, with the placenta being implicated as the determining factor in the appearance of the disturbances during gestation. The general hypothesis of this study is that alterations in placenta formation, as a consequence of early in vitro embryo manipulations, results in high gestation losses during the first trimester and fetal and placental abnormalities in the last trimester of gestation, including the occurrence of a compensatory fetal growth due to a reduced placental-fetal growth-restricting effect, which increases the total materno-fetal nutrient flux in late pregnancy. This study aimed to evaluate some of the biological and technical effects on the IVP of embryos by SCNT, and also to compare the development of pregnancies established with embryos produced either in vivo (Control), or in vitro by in vitro fertilization (IVF) or by nuclear transfer (SCNT), by the evaluation of morphometric, morphologic and biochemical data collected at distinct time points in gestation. In Chapter 1, the in vitro development of cloned embryos was compared between somatic cells of two genetically different females (Nelore vs. Crioula Lageana), and between three cell confluence intervals, established prior to the cloning procedure of the same animal. The best results were achieved using cells from the Nelore female and also with cells on the highest confluence level on culture. In Chapter 2, the effects of two fusion-activation intervals and the use or not of embryo aggregation during in vitro culture were compared by evaluating the in vitro and in vivo developmental potential of resulting embryos. The embryo aggregation and a higher fusion-activation interval promoted an improvement in blastocyst yield. However, those embryos were neither more advanced in development nor better in morphological quality, having no influence on subsequent pregnancy rates or pregnancy losses. In Chapter 3, Control, IVF and SCNT pregnancies were compared by the evaluation of morphometric and biochemical data collected at distinct moments in gestation. This experiment demonstrated that differences occurred between the three groups of embryos from the beginning of the analyses; the in vitro-produced groups had lower pregnancy rates, with the SCNT group showing the highest pregnancy losses. The analyses of the sonograms on Day 51 of pregnancy revealed a growth retardation pattern for the in vitro concepti, having a compensatory development up to late pregnancy, as in vitro-derived pregnancies, special in the SCNT group, sustained heavier concepti with a wider spectrum of abnormalities on day 225 of gestation. In addition, the SCNT pregnancies demonstrated a greater accumulation of substrates in the fetal system, particularly fructose on the allantoic fluid. Finally, in Chapter 4, results obtained from a retrospective analysis of bovine embryo production by cloning and subsequent pregnancy rates were compared between three equal periods within a range of 28 months. The comparison of the bovine cloning procedures during the three time periods demonstrated the impact of the technical skills and competence on the overall efficiency of in vitro embryo production by SCNT, and subsequent in vivo development.

La ICSI porcina es una herramienta con gran potencial aplicativo en diversos campos, entre los que destacan la producción de animales transgénicos, y la recuperación de razas en peligro de extinción. Aunque en la actualidad existen referencias de obtención de descendencia viva, el rendimiento es inferior al de otras especies, posiblemente debido al desconocimiento de las condiciones idóneas, y la dificultad de los cigotos para alcanzar el estadío de blastocisto in vitro. El presente trabajo se llevó a cabo para determinar diferentes factores que podrían afectar al rendimiento de la técnica, estudiando el efecto de 1) la secuencia de cultivo de los zigotos recién inyectados; 2) modificaciones en el sistema de MIV tradicional, y por último 3) la activación exógena del ovocito mediante la inyección de inositol trifosfato con el espermatozoide. El objetivo global de este estudio fue el de incrementar el rendimiento final de la ICSI en la especie porcina. / ICSI in pigs is a tool with an important applicable potential in diverse fields. One of this is the production of transgenic animals, and the conservation of endangered species. Even though there are some cases of living offspring, its output is still quite low comparing to other species, possibly due to unknown factors referring to ideal conditions for the development, and to the difficulty of the zygotes to reach the blastocyst stage in vitro. The goal of this study was to evaluate different factors affecting the ICSI performance. This was done by studying 1) the sequence of culture of the injected oocytes; 2) In vitro maturation (IVM) modifications, through meiotic inhibitors, such as roscovitine, and changes in IVM duration time, and finally 3) the exogenous oocyte activation through inositol triphosphate (InsP3) injection together with the sperm. The main objective of this study was to increase the final performance of ICSI in pigs.

Embriões bovinos produzidos in vitro (PIV) apresentam diferenças quando comparados aos produzidos in vivo. Esta particularidade reduz as taxas de viabilidade in vitro e in vivo após a criopreservação, limitando o emprego comercial da preservação dos embriões PIV. Várias estratégias vêm sendo propostas para aumentar a viabilidade e desenvolvimento desses embriões criopreservados. Alguns estudos utilizam a exposição dos embriões a um estresse subletal, como a alta pressão hidrostática (HHP), previamente a procedimentos que reduzem a viabilidade embrionária, o que aumenta a tolerância desses indivíduos à criopreservação. Os objetivos deste experimento foram determinar as taxas de viabilidade de blastocistos bovinos PIV previamente expostos à alta pressão gasosa (HGP) de 27,5 MPa por 120 min e após submetidos à congelação ou vitrificação. A avaliação da viabilidade foi mediante determinação das taxas de re-expansão e eclosão após criopreservação.Oócitos morfologicamente viáveis obtidos a partir de ovários de frigorífico foram maturados in vitro durante 24 h a 38,5 °C, em atmosfera de 5% de CO2 com umidade relativa do ar saturada e fecundados (dia 0) com sêmen criopreservado capacitado in vitro Após 20 h, os presuntivos zigotos foram submetidos a cultivo in vitro em meio SOF condicionado a 38,5 °C, em atmosfera de 5% de CO2, 5% O2 e 90% N2, com umidade relativa do ar saturada. Os blastocistos (dia 7) foram divididos aleatoriamente em 4 grupos: expostos à HGP e congelados, PC; controle congelação, CC; expostos à HGP e vitrificados, PV; controle vitrificação, CV. Os embriões foram expostos ou não à HGP de 27,5 MPa por 120 min e em seguida colocados em cultivo por 120 min. Após esse período os blastocistos foram submetidos à congelação ou à vitrificação. A taxa de re-expansão dos blastocistos avaliada em 24 h do grupo CV (59,6%) foi maior que a dos embriões dos grupos CC (45,2%) e PC (46,3%) (P<0,05), mas não diferiu da taxa de re-expansão dos embriões do grupo PV (48,1%). As taxas de eclosão foram: PC, 21,5%; CC, 24,6%; PV, 35,3%; CV, 30,8%. Os blastocistos do grupo PV apresentaram maiores taxas de eclosão do que os embriões do grupo PC. Em conclusão, o tratamento com HGP não interferiu no desenvolvimento in vitro dos blastocistos que foram submetidos à congelação ou à vitrificação. Levando em consideração os blastocistos eclodidos sobre o total de re-expandidos, o tratamento com HGP incrementou a taxa de eclosão in vitro dos embriões que foram submetidos à vitrificação. / In vitro bovine embryos (IVP) present differences when compared to those produced in vivo. This particularity reduces in vitro and in vivo survival rates after cryopreservation, limiting the commercial use of IVP embryos preservation. Several strategies have been proposed to increase viability and development of these cryopreserved embryos. Some studies use embryo exposure to sublethal stress prior to in vitro procedures, such as high hydrostatic pressure (HHP), which increases tolerance of these individuals to a new stressor, such as cryopreservation. Objectives of this experiment were to determine viability rates of bovine blastocysts produced in vitro previously exposed to high gaseous pressure (HGP) of 27.5 MPa for 120 minutes and after subjected to freezing or vitrification. Morphologically viable oocytes obtained from bovine ovaries were matured in vitro for 24 hours at 38.5°C in 5% CO2 atmosphere with saturated air humidity and in vitro fertilized (day 0) with cryopreserved semen (inseminating dose 1x106 / ml) After 20 hours, presumptive zygotes were cultured in vitro at 38.5°C in an atmosphere of 5% CO2, 5% O2 e 90% N2 with saturated air humidity. Blastocysts obtained on day 7 were divided into 4 groups: exposed to HGP and frozen (FP); freezing control (FC); exposed to HGP and vitrified (VP); vitrification control (VC). These groups were exposed or not to 27.5 MPa HGP for 120 minutes then in vitro cultured for more 120 min. After this period, blastocysts were subjected to freezing or vitrification. Re-expansion rate was higher (P<0.05) for CV (59,6%) compared to CC (45,2%) and CV (46,3%), not differing from PV (48,1%). Blastocysts from group VP presented higher hatching rates than embryos from group FP (P<0.05) (35,3% vs. 21,5%, respectively). In conclusion, exposure of blastocysts to HGP before vitrification or conventional freezing did not interfered on in vitro embryo survival rates. However, considering hatched blastocysts over the total re-expanded, HGP increased hatching rates of vitrified embryos.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-06-27Bitstream added on 2014-06-13T18:58:52Z : No. of bitstreams: 1 ferreira_rm_me_jabo.pdf: 499475 bytes, checksum: adcc6fc6d838f270b207706f21c18463 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Os objetivos do estudo foram: avaliar o efeito antioxidante do Trolox® 1) no meio de manutenção de embriões sobre as taxas de concepção (25 e 46 dias) e a perda gestacional de receptoras bovinas Holandesas repetidoras de serviço, em dois períodos (abril-junho/setembro-novembro) e 2) no meio de transporte de oócitos bovinos aspirados de ovários de abatedouro sobre as taxas de clivagem, blastocisto e eclosão in vitro. No Experimento 1, doadoras de embriões foram superovuladas e submetidas à lavagem uterina. Os embriões colhidos foram divididos em dois grupos, deixados em meio com ou sem antioxidante, por 2 a 6h. No Experimento 2, folículos foram aspirados e os complexos cumulus-oócito grau I e II foram divididos em quatro grupos: Controle 8h, Antioxidante 8h, Controle 20h e Antioxidante 20h. Então, foram mantidos em uma transportadora de oócitos (37ºC) por 8 ou 20 horas. Após a maturação, fecundação e cultivo in vitro, as taxas de clivagem (D3), blastocisto (D6, 7 e 9) e eclosão (D11) foram avaliadas. Alíquotas de 200 μL do meio de transporte foram retiradas em cada momento experimental (0, 8 e 20h) para realização dos testes de capacidade antioxidante total (CAT). No Experimento 1, não houve efeito de tratamento sobre as variáveis avaliadas. Foi verificado efeito de período experimental (P=0,001), categoria da doadora (P<0,05), qualidade embrionária (P=0,049) e intervalo Divisão dos Grupos-Inovulação (P<0,0001). No Experimento 2, não houve efeito de tratamento sobre as taxas analisadas. No entanto, houve redução das taxas de clivagem e blastocisto (D7 e 9) nos grupos 20 horas. Ainda, no D6 foram obtidas taxas de blastocisto semelhantes nos grupos Antioxidante 8 e 20h. A análise da CAT evidenciou que o Trolox® auxiliou o combate às ROS. / The objectives of the present study were to evaluate the effect of the addition of an antioxidant (Trolox®) 1) to a holding media for bovine in vivo produced embryos, on conception rates 25 and 46 days of pregnancy and pregnancy loss, in Holstein bovine recipients at 4th or more service, during two periods of the year (April-June/September-November) and 2) to a transport media for bovine oocytes aspirated from slaughter house ovaries, on in vitro cleavage, blastocyst and hatching rates. In Experiment 1, donor cows were superovulated and submitted to uterine flushings. The recovered embryos were divided into two groups, kept in holding media with or without antioxidant, for 2-6h. In Experiment 2, follicles were aspirated and cumulus-oocyte complexes grade I and II were divided into four groups: Control 8h, Antioxidant 8h, Control 20h and Antioxidant 20h. Oocytes were kept in a transportable machine (37ºC) for 8 or 20 hours. After in vitro maturation, fertilization and culture, cleavage (D3), blastocyst (D6, 7 and 9) and hatching rates (D11) were evaluated. Samples (200 μL) of the transport media were collected in each experimental moment (0, 8 e 20h) for total antioxidant capacity assay (TACA). In Experiment 1, no effect of treatment was observed. Effects of experimental period (P=0.001), donor category (P<0.05), embryo quality (P=0.049) and interval Group division-embryo transfer (P<0.0001) were detected. In Experiment 2, no effect of treatment was found on the analyzed rates. However, reduction on cleavage and blastocyst (D7 e 9) rates was detected on Groups 20h. Also, on D6 similar blastocyst rates were observed in Groups Antioxidant 8 and 20h. The analysis of TACA evidenced that Trolox® collaborated with the combat against the ROS.

Orientador: Paulo Henrique Franceschini / Banca: Antônio Cláudio Tedesco / Banca: Francisco Guilherme Leite / Resumo: Os objetivos do estudo foram: avaliar o efeito antioxidante do Trolox® 1) no meio de manutenção de embriões sobre as taxas de concepção (25 e 46 dias) e a perda gestacional de receptoras bovinas Holandesas repetidoras de serviço, em dois períodos (abril-junho/setembro-novembro) e 2) no meio de transporte de oócitos bovinos aspirados de ovários de abatedouro sobre as taxas de clivagem, blastocisto e eclosão in vitro. No Experimento 1, doadoras de embriões foram superovuladas e submetidas à lavagem uterina. Os embriões colhidos foram divididos em dois grupos, deixados em meio com ou sem antioxidante, por 2 a 6h. No Experimento 2, folículos foram aspirados e os complexos cumulus-oócito grau I e II foram divididos em quatro grupos: Controle 8h, Antioxidante 8h, Controle 20h e Antioxidante 20h. Então, foram mantidos em uma transportadora de oócitos (37ºC) por 8 ou 20 horas. Após a maturação, fecundação e cultivo in vitro, as taxas de clivagem (D3), blastocisto (D6, 7 e 9) e eclosão (D11) foram avaliadas. Alíquotas de 200 μL do meio de transporte foram retiradas em cada momento experimental (0, 8 e 20h) para realização dos testes de capacidade antioxidante total (CAT). No Experimento 1, não houve efeito de tratamento sobre as variáveis avaliadas. Foi verificado efeito de período experimental (P=0,001), categoria da doadora (P<0,05), qualidade embrionária (P=0,049) e intervalo Divisão dos Grupos-Inovulação (P<0,0001). No Experimento 2, não houve efeito de tratamento sobre as taxas analisadas. No entanto, houve redução das taxas de clivagem e blastocisto (D7 e 9) nos grupos 20 horas. Ainda, no D6 foram obtidas taxas de blastocisto semelhantes nos grupos Antioxidante 8 e 20h. A análise da CAT evidenciou que o Trolox® auxiliou o combate às ROS. / Abstract: The objectives of the present study were to evaluate the effect of the addition of an antioxidant (Trolox®) 1) to a holding media for bovine in vivo produced embryos, on conception rates 25 and 46 days of pregnancy and pregnancy loss, in Holstein bovine recipients at 4th or more service, during two periods of the year (April-June/September-November) and 2) to a transport media for bovine oocytes aspirated from slaughter house ovaries, on in vitro cleavage, blastocyst and hatching rates. In Experiment 1, donor cows were superovulated and submitted to uterine flushings. The recovered embryos were divided into two groups, kept in holding media with or without antioxidant, for 2-6h. In Experiment 2, follicles were aspirated and cumulus-oocyte complexes grade I and II were divided into four groups: Control 8h, Antioxidant 8h, Control 20h and Antioxidant 20h. Oocytes were kept in a transportable machine (37ºC) for 8 or 20 hours. After in vitro maturation, fertilization and culture, cleavage (D3), blastocyst (D6, 7 and 9) and hatching rates (D11) were evaluated. Samples (200 μL) of the transport media were collected in each experimental moment (0, 8 e 20h) for total antioxidant capacity assay (TACA). In Experiment 1, no effect of treatment was observed. Effects of experimental period (P=0.001), donor category (P<0.05), embryo quality (P=0.049) and interval Group division-embryo transfer (P<0.0001) were detected. In Experiment 2, no effect of treatment was found on the analyzed rates. However, reduction on cleavage and blastocyst (D7 e 9) rates was detected on Groups 20h. Also, on D6 similar blastocyst rates were observed in Groups Antioxidant 8 and 20h. The analysis of TACA evidenced that Trolox® collaborated with the combat against the ROS. / Mestre

Embriões bovinos produzidos in vitro (PIV) apresentam diferenças quando comparados aos produzidos in vivo. Esta particularidade reduz as taxas de viabilidade in vitro e in vivo após a criopreservação, limitando o emprego comercial da preservação dos embriões PIV. Várias estratégias vêm sendo propostas para aumentar a viabilidade e desenvolvimento desses embriões criopreservados. Alguns estudos utilizam a exposição dos embriões a um estresse subletal, como a alta pressão hidrostática (HHP), previamente a procedimentos que reduzem a viabilidade embrionária, o que aumenta a tolerância desses indivíduos à criopreservação. Os objetivos deste experimento foram determinar as taxas de viabilidade de blastocistos bovinos PIV previamente expostos à alta pressão gasosa (HGP) de 27,5 MPa por 120 min e após submetidos à congelação ou vitrificação. A avaliação da viabilidade foi mediante determinação das taxas de re-expansão e eclosão após criopreservação.Oócitos morfologicamente viáveis obtidos a partir de ovários de frigorífico foram maturados in vitro durante 24 h a 38,5 °C, em atmosfera de 5% de CO2 com umidade relativa do ar saturada e fecundados (dia 0) com sêmen criopreservado capacitado in vitro Após 20 h, os presuntivos zigotos foram submetidos a cultivo in vitro em meio SOF condicionado a 38,5 °C, em atmosfera de 5% de CO2, 5% O2 e 90% N2, com umidade relativa do ar saturada. Os blastocistos (dia 7) foram divididos aleatoriamente em 4 grupos: expostos à HGP e congelados, PC; controle congelação, CC; expostos à HGP e vitrificados, PV; controle vitrificação, CV. Os embriões foram expostos ou não à HGP de 27,5 MPa por 120 min e em seguida colocados em cultivo por 120 min. Após esse período os blastocistos foram submetidos à congelação ou à vitrificação. A taxa de re-expansão dos blastocistos avaliada em 24 h do grupo CV (59,6%) foi maior que a dos embriões dos grupos CC (45,2%) e PC (46,3%) (P<0,05), mas não diferiu da taxa de re-expansão dos embriões do grupo PV (48,1%). As taxas de eclosão foram: PC, 21,5%; CC, 24,6%; PV, 35,3%; CV, 30,8%. Os blastocistos do grupo PV apresentaram maiores taxas de eclosão do que os embriões do grupo PC. Em conclusão, o tratamento com HGP não interferiu no desenvolvimento in vitro dos blastocistos que foram submetidos à congelação ou à vitrificação. Levando em consideração os blastocistos eclodidos sobre o total de re-expandidos, o tratamento com HGP incrementou a taxa de eclosão in vitro dos embriões que foram submetidos à vitrificação. / In vitro bovine embryos (IVP) present differences when compared to those produced in vivo. This particularity reduces in vitro and in vivo survival rates after cryopreservation, limiting the commercial use of IVP embryos preservation. Several strategies have been proposed to increase viability and development of these cryopreserved embryos. Some studies use embryo exposure to sublethal stress prior to in vitro procedures, such as high hydrostatic pressure (HHP), which increases tolerance of these individuals to a new stressor, such as cryopreservation. Objectives of this experiment were to determine viability rates of bovine blastocysts produced in vitro previously exposed to high gaseous pressure (HGP) of 27.5 MPa for 120 minutes and after subjected to freezing or vitrification. Morphologically viable oocytes obtained from bovine ovaries were matured in vitro for 24 hours at 38.5°C in 5% CO2 atmosphere with saturated air humidity and in vitro fertilized (day 0) with cryopreserved semen (inseminating dose 1x106 / ml) After 20 hours, presumptive zygotes were cultured in vitro at 38.5°C in an atmosphere of 5% CO2, 5% O2 e 90% N2 with saturated air humidity. Blastocysts obtained on day 7 were divided into 4 groups: exposed to HGP and frozen (FP); freezing control (FC); exposed to HGP and vitrified (VP); vitrification control (VC). These groups were exposed or not to 27.5 MPa HGP for 120 minutes then in vitro cultured for more 120 min. After this period, blastocysts were subjected to freezing or vitrification. Re-expansion rate was higher (P<0.05) for CV (59,6%) compared to CC (45,2%) and CV (46,3%), not differing from PV (48,1%). Blastocysts from group VP presented higher hatching rates than embryos from group FP (P<0.05) (35,3% vs. 21,5%, respectively). In conclusion, exposure of blastocysts to HGP before vitrification or conventional freezing did not interfered on in vitro embryo survival rates. However, considering hatched blastocysts over the total re-expanded, HGP increased hatching rates of vitrified embryos.

O desenvolvimento dos sistemas de produção de embriões por fecundação in vitro (FIV) ou transferência nuclear com células somáticas (TNCS) em diversas espécies animais, em especial a bovina, acarretou na manifestação de anormalidades de desenvolvimento in vivo, com a placenta sendo considerada o fator determinante no aparecimento destes distúrbios durante a gestação. A hipótese geral deste trabalho é de que alterações na formação da placenta, decorrentes das manipulações embrionárias in vitro, resultam em elevadas perdas no terço inicial e em anormalidades fetais e placentárias no terço final da gestação, incluindo um crescimento compensatório dos fetos por uma perda da capacidade de regulação da restrição placentária, elevando o fluxo total de nutrientes no sentido materno-fetal. Sendo assim, este estudo foi dividido em Capítulos, buscando-se avaliar os efeitos de algumas variáveis biológicas e técnicas na produção de embriões in vitro por TNCS, e de comparar o desenvolvimento de prenhezes estabelecidas com embriões produzidos in vivo (Controle), in vitro por fecundação (FIV) e in vitro por transferência nuclear (TNCS), pela avaliação de dados morfométricos, morfológicos e bioquímicos coletados em distintos momentos da gestação. No Capítulo 1, o desenvolvimento in vitro de embriões clonados foi comparado entre células somáticas de duas fêmeas geneticamente distintas (Nelore vs. Crioula Lageana), e entre três intervalos de confluência celular, estabelecidos previamente ao procedimento de clonagem, do mesmo animal. As melhores taxas foram obtidas com a utilização de células da fêmea Nelore, e da utilização de células com elevada confluência em cultivo. No Capítulo 2, comparou-se o efeito de dois intervalos de fusão-ativação e da agregação ou não de embriões no momento do cultivo, no desenvolvimento in vitro e in vivo destes embriões clonados. A agregação dos embriões e um maior intervalo entre fusão-ativação promoveram um incremento na produção de blastocistos. Contudo, estes não se apresentaram mais desenvolvidos ou com melhor qualidade, e também não influenciaram nas taxas de prenhez ou de manutenção das mesmas. No Capítulo 3, prenhezes dos grupos Controle, FIV e TNCS foram comparadas pela avaliação de dados morfométricos e bioquímicos coletados em distintos momentos da gestação. Este experimento demonstrou que as diferenças entre os grupos experimentais ocorreram desde as análises iniciais, com os grupos in vitro apresentando menores taxas de prenhez, e com o grupo TNCS tendo as maiores perdas gestacionais. As imagens obtidas por ultrasonografia aos 51 dias revelaram conceptos in vitro retardados em seu desenvolvimento, mas com um crescimento compensatório posterior, já que as prenhezes produzidas in vitro, e especialmente as do grupo TNCS, sustentaram não só maiores conceptos e com maiores anormalidades aos 225 dias de gestação, como também apresentaram um maior acúmulo de substratos energéticos no sistema fetal, particularmente de frutose no alantóide. No Capítulo 4, foram comparados os resultados de produção de embriões clonados e do estabelecimento de prenhezes em um período de produção de 28 meses, divididos em três momentos. A compilação dos períodos de rotinas de trabalho em clonagem bovina demonstrou o efeito da experiência e da aquisição de competência técnica sobre os resultados de produção in vitro de embriões por TNCS, com repercussão direta no desenvolvimento in vivo posterior. / The in vitro production (IVP) of embryos by in vitro fertilization (IVF) or somatic cell nuclear transfer (SCNT) in many species, especially in cattle, is usually associated with abnormalities during in vivo development, with the placenta being implicated as the determining factor in the appearance of the disturbances during gestation. The general hypothesis of this study is that alterations in placenta formation, as a consequence of early in vitro embryo manipulations, results in high gestation losses during the first trimester and fetal and placental abnormalities in the last trimester of gestation, including the occurrence of a compensatory fetal growth due to a reduced placental-fetal growth-restricting effect, which increases the total materno-fetal nutrient flux in late pregnancy. This study aimed to evaluate some of the biological and technical effects on the IVP of embryos by SCNT, and also to compare the development of pregnancies established with embryos produced either in vivo (Control), or in vitro by in vitro fertilization (IVF) or by nuclear transfer (SCNT), by the evaluation of morphometric, morphologic and biochemical data collected at distinct time points in gestation. In Chapter 1, the in vitro development of cloned embryos was compared between somatic cells of two genetically different females (Nelore vs. Crioula Lageana), and between three cell confluence intervals, established prior to the cloning procedure of the same animal. The best results were achieved using cells from the Nelore female and also with cells on the highest confluence level on culture. In Chapter 2, the effects of two fusion-activation intervals and the use or not of embryo aggregation during in vitro culture were compared by evaluating the in vitro and in vivo developmental potential of resulting embryos. The embryo aggregation and a higher fusion-activation interval promoted an improvement in blastocyst yield. However, those embryos were neither more advanced in development nor better in morphological quality, having no influence on subsequent pregnancy rates or pregnancy losses. In Chapter 3, Control, IVF and SCNT pregnancies were compared by the evaluation of morphometric and biochemical data collected at distinct moments in gestation. This experiment demonstrated that differences occurred between the three groups of embryos from the beginning of the analyses; the in vitro-produced groups had lower pregnancy rates, with the SCNT group showing the highest pregnancy losses. The analyses of the sonograms on Day 51 of pregnancy revealed a growth retardation pattern for the in vitro concepti, having a compensatory development up to late pregnancy, as in vitro-derived pregnancies, special in the SCNT group, sustained heavier concepti with a wider spectrum of abnormalities on day 225 of gestation. In addition, the SCNT pregnancies demonstrated a greater accumulation of substrates in the fetal system, particularly fructose on the allantoic fluid. Finally, in Chapter 4, results obtained from a retrospective analysis of bovine embryo production by cloning and subsequent pregnancy rates were compared between three equal periods within a range of 28 months. The comparison of the bovine cloning procedures during the three time periods demonstrated the impact of the technical skills and competence on the overall efficiency of in vitro embryo production by SCNT, and subsequent in vivo development.

A produção in vitro de embriões é uma biotecnologia bastante difundida mundialmente. O Brasil, em 2015, foi responsável por aproximadamente 67% dos embriões bovinos produzidos in vitro no mundo (PERRY, 2014). Embora essa tecnologia seja bastante utilizada, é de grande interesse para o mercado desenvolver estratégias que levem ao maior aproveitamento dos oócitos obtidos e compreender os mecanismos, dentro do ambiente folicular, que determinam a competência oocitária. O microambiente folicular é fundamental para o crescimento e a aquisição da competência oocitária, tornando o oócito apto a desenvolver-se e manter o embrião até a transição materno embrionária. Para tanto, os componentes foliculares - células da granulosa, células do cumulus, oócito e líquido folicular - precisam trabalhar em unidade, visto que possuem uma relação de interdependência. Dentro dos mecanismos de comunicação existentes no ambiente folicular estão as vesículas secretadas por células, chamadas vesículas extracelulares, que foram descritas no líquido folicular, contendo material bioativo como proteínas, lipídios e RNAs, incluindo os microRNAs. Contudo, os componentes do ambiente folicular podem refletir na qualidade do oócito que será produzido e a hipótese geral deste trabalho é de que os miRNAs presentes no ambiente folicular regulam vias de sinalização importantes para o desenvolvimento oocitário e que os miRNAs e ou RNAs mensageiros presentes nas células foliculares podem ser explorados como importantes ferramentas para o diagnóstico da qualidade oocitária. O primeiro estudo determinou perfis transcricionais de miRNAs em células da granulosa, em complexos cumulus-oócito e em vesículas extracelulares derivadas destas células e também do fluido folicular. Além de conhecer a origem e o papel dos miRNAs no ambiente folicular, estes perfis de expressão indicaram a regulação no ambiente folicular da via de sinalização da PI3K-Akt. No segundo estudo, componentes desta via de sinalização foram então determinados em células foliculares associadas a oócitos de alta ou baixa competência ao desenvolvimento. Os resultados demonstram que a ativação da via PI3K-Akt em células foliculares correlaciona-se à maior competência oocitária; de modo oposto, a menor atividade desta via nas células foliculares está relacionada à reduzida competência oocitária. Nos estudos três e quatro, um conjunto de experimentos foram realizados para determinar o perfil de microRNAs e RNAs mensageiros em células do cumulus associadas a oócitos de alta ou baixa competência ao desenvolvimento. Buscou-se esclarecer alguns dos mecanismos responsáveis pela melhor qualidade oocitária e levar a identificação de biomarcadores de qualidade oocitária permitindo o avanço e o desenvolvimento de novas ferramentas para intensificar a produção in vitro de embriões bovinos. Por fim, estes resultados demonstram respostas integradas entre oócitos e células foliculares durante o desenvolvimento folicular e o processo de aquisição de competência oocitária e identificaram marcadores de qualidade oocitária. / In vitro embryo production of is a widespread biotechnology worldwide. In 2015 Brazil was responsible for approximately 67% of bovine embryos produced in vitro in the world (PERRY, 2014). Although widely used, to develop strategies that lead to better use of oocytes and understand the mechanisms (in follicular microenvironment) that determine oocyte competence is of great interest to national market. The follicular microenvironment is fundamental for oocyte growth and acquisition of competence, making the oocyte able to develop and maintain the embryo until the embryonic maternal transition. For this end, the follicular components - granulosa cells, cumulus cells, oocytes and follicular fluid - need to work in unity, since they have arelation of interdependence. Within the mechanisms of communication existing within the follicular environment are vesicles secreted by cells, called extracellular vesicles, which were described in follicular fluid, containing bioactive material such as proteins, lipids and RNAs, including microRNAs. The components of follicular environment may reflect the quality of the oocyte that will be produced and the general hypothesis of this work is that the miRNAs present in the follicular environment regulate signaling pathways important for oocyte development and that the miRNAs and/or messenger RNAs present in the follicular cells can be explored as important tools for the diagnosis of oocyte quality. The first study determined profiles of miRNAs in granulosa cells, cumulus-oocyte complexes and extracellular vesicles derived from these cells and also in follicular fluid. In addition, by knowing the origin and role of miRNAs in the follicular environment, the expression profiles indicated the PI3K-Akt signaling pathway regulation in the follicular environment. In the second study, components of this signaling pathway were then determined in follicular cells associated with oocytes of high or low developmental competence. The results demonstrated that the activation of the PI3K-Akt pathway in follicular cells correlates with increased oocyte competence; conversely, the lower activity of this pathway in follicular cells is related to reduced oocyte competence. In studies three and four, experiments were performed to determine the profile of microRNAs and messenger RNAs in cumulus cells associated with oocytes of high or low developmental competence. Aiming to clarify some of the mechanisms responsible for the best oocyte quality that lead to the identification of oocyte quality biomarkers, allows the advancement and development of new tools to intensify the in vitro production of bovine embryos. Finally, results obtained demonstrate integrated responses between oocytes and follicular cells during follicular development and give new insights to the study of oocyte competence acquisition process and identified oocyte quality markers.