Este trabalho teve objetivou-se avaliar o efeito da melatonina adicionada ao meio de maturação (meio B199) sobre a maturação nuclear, a distribuição dos grânulos corticais e dos microtúbulos, a produção in vitro de embriões e sobre a apoptose das células do cumulus (CC) e dos embriões. Os complexos cumulus-ovócitos (COCs), aspirados de folículos ovarianos obtidos de ovários de vacas oriundas de abatedouros, foram cultivados por 24 h, conforme os tratamentos: 1) Grupo Controle: meio B199 acrescidos de 0,5 µg/mL de FSH e 5,0 µg/mL de LH; 2) Grupo MEL: meio B199 com 1 µg/mL de melatonina; 3) Grupo MEL/FSH/LH: meio B199 com 1 µg/mL de melatonina e 0,5 µg/mL de FSH e 5,0 µg/mL de LH. Após a maturação in vitro (MIV), os COCs de todos os grupos foram submetidos à fecundação in vitro (FIV) e desenvolvimento embrionário in vitro. A condição de cultivo em todas as etapas foi microgotas, sob óleo de silicone, com atmosfera de 5% de CO2 em ar, a 38,5ºC. Foram avaliadas as taxas de clivagem e de embriões produzidos no dia 7 (D-7) pós-inseminação in vitro. Após a MIV, os ovócitos de todos os grupos também foram corados com Hoechst 33342, com anticorpo monoclonal anti-tubulina conjugada com FITC ou cultivados com aglutinina Lens Culinaris conjugada a FITC para avaliação da taxa de maturação nuclear (progressão da meiose), distribuição dos microtúbulos e dos grânulos corticais, respectivamente. Para avaliação do grau de apoptose das CC e dos embriões, utilizou-se a técnica do cometa. Não houve diferença (P > 0,05) entre o grupo controle e os tratados com melatonina (MEL e MEL/FSH/LH) na taxa de ovócitos em metáfase II (66,18±4,04; 66,46±4,04 e 59,61±4,04), no percentual de blastocistos com baixo grau de apoptose (31,46±6,01; 38,36±6,01 e 32,92±6,01), na taxa de clivagem (85,70±2,47; 88,52±2,47 e 85,65±2,47) e nem na taxa de embriões no D-7 (54,47±3,67; 60,01±3,67 e 58,40±3,67). A distribuição dos microtúbulos e dos grânulos corticais também não foi alterada pelos grupos tratados com melatonina. O percentual de CC que não apresentaram dano no DNA no grupo MEL (37,64±2,41) foi superior (P<0,01) ao grupo MEL/FSH/LH (28,08±2,41) e ao grupo controle (17,83±2,41). Os resultados sugerem que a adição de melatonina durante o cultivo in vitro para maturação de ovócitos bovinos protegeu as CCs de danos no DNA promovendo a diminuição da incidência de apoptose e foi capaz de suportar o desenvolvimento embrionário produzindo taxas de embriões no D-7 similares as obtidas no sistema tradicional de produção in vitro de embriões. / The aim of this study was to examine the effect of addition of melatonin in maturation medium (B199) on the nuclear maturation, the cortical granules and microtubules distribution, the in vitro production of embryos and the DNA damage (apoptosis) of cumulus cells and embryos. The bovine cumulus-oocyte complexes (COCs) aspirated from follicles from abattoir ovaries were cultured for 24 h according to treatments: 1) Control group: B199 medium with 0.5 µg/ml FSH and 5.0 µg/ml LH; 2) MEL group: B199 medium with 1 µg/ml melatonin; 3) MEL/FSH/LH group: B199 medium with 1 µg/ml melatonin, 0.5 µg/ml FSH and 5.0 µg/ml LH. After in vitro maturation (IVM) the COCs of all groups were submitted to in vitro fertilization and in vitro embryo development. All cultures were in droplets under oil, at 38.5ºC in na atmosphere of 5% CO2 in air. The cleavage rate and the percentage of embryos produced on Day 7 (D-7) after in vitro insemination were evaluated. After IVM, the oocytes of all groups were stained with Hoechst 33342, or stained with FITCconjugated anti-?-tubulin antibody or cultured with FITC-conjugated Lens Culinaris agglutinin to evaluate the nuclear maturation rate, microtubules and cortical granules distribution, respectively. The incidence of apoptosis of the CC and embryos was also measured by Comet assay. There was no difference (P > 0.05) among groups on metaphase II oocyte rates (Control = 68.18±4.04; MEL = 66.46±4.04; MEL/FSH/LH = 59.61±4.04), on the percentage of blastocysts with low incidence of apoptosis (Control = 31,46±6,01; MEL = 38,36±6,01; MEL/FSH/LH = 2,92±6,01), on cleavage rate (Control = 85.70±2.47; MEL = 88.52±2.47; MEL/FSH/LH = 85.65±2.47) and on D-7 embryo rate (Control = 54.47± 3.67; MEL = 60.01±3.67; MEL/FSH/LH = 58.40±3.67). The distribution of microtubules and cortical granules was not affected by the groups treated with melatonin. The percentage of cumulus cells with no DNA damage in MEL group (37.64±2.41) was significantly superior to MEL/FSH/LH (28.08±2.41) and control groups (17.83±2.41). The results suggest that the addition of melatonin to the IVM medium protected the cumulus cells from DNA damage by diminishing the incidence of apoptosis and also supported the embryo development by producing D-7 embryo rates similar to those obtained in traditional system of bovine embryo in vitro production.

O óxido nítrico (NO) é um mensageiro químico gerado pela atividade da enzima óxido nítrico sintase (NOS) a qual foi detectada em vários órgãos incluído o sistema reprodutor. O sistema NOS/NO parece desempenhar papel importante na maturação oocitária entre outras funções. No entanto, apesar das evidências, há poucos estudos sobre o papel desse sistema em oócitos da espécie bovina. Sabe-se que o NO atua pela via da guanilato ciclase (GC) estimulando a produção do nucleotídeo GMPc, que por sua vez é capaz de influenciar os níveis de outro nucleotídeo, o AMPc, que é um importante elemento da via de sinalização das gonadotrofinas nos oócitos e no controle da maturação oocitária. O objetivo do presente estudo foi de investigar o envolvimento da via do GMPc na ação do sistema NOS/NO na maturação in vitro (MIV) de oócitos bovinos e seu efeito sobre a via do AMPc. Com a maior concentração estudada do doador de NO (10-7M de SNAP), apenas 36% dos oócitos conseguiram alcançar o estágio de RVG (P< 0,05), após 9 horas de maturação. Esse atraso também foi observado com diferentes concentrações do estimulador de GC (5, 10 ou 50&mu;M de Proptoporfirina IX) e pelo análogo de GMPc (1, 2 e 4mM de 8-Br-GMPc ), que apresentaram uma taxa média de RVG de 50% para os tratamentos e 70% para os grupos controles sem as drogas (P<0,05). No início da maturação (0h), os níveis de GMPc foram de 5,29 pmol/oócito sofrendo uma queda logo na primeira hora de cultivo para 2,97 pmol nos oócitos do grupo controle e 1,54 pmol nos cultivados com associação de 10-7M de SNAP (doador de NO) e 100&mu;M de OQD (inibidor de GC (P<0,05). No grupo de oócitos cultivados apenas com SNAP, os níveis de GMPc se mantiveram em 4,51 pmol/oócito, semelhante ao grupo imaturo (0h de cultivo, P>0,05). O doador de NO manteve estável o nível de GMPc somente na primeira hora de maturação. Após 3 e 6 h de MIV, os níveis de GMPc permaneceram baixos e similares (0,07 a 2,46 pmol/oócito, P>0,05) nos grupos controle (sem drogas), tratado com doador de NO (10-7M de SNAP) associado ou não ao inibidor de guanilato ciclase (100&mu;M de OQD). Também foi observada uma queda nos níveis de AMPc em relação ao grupo imaturo (32,42 fmol de AMPc/oócito) para os demais grupos (P<0,05), que apresentaram aproximadamente, 12,0 a 16,0 fmol de AMPc/oócito durante a primeira hora, 3,3 a 8,0 fmol/oócito durante a terceira hora e 7,4 a 18,3 durante a sexta hora de maturação (P>0,05). O NO afetou os níveis de GMPc no início da maturação, mas não os níveis de AMPc. O NO e o GMPc podem atuar no controle da expressão gênica de uma série de proteínas envolvidas no controles dos níveis de AMPc e GMPc ou suas funções. Esse controle pode ser efeito direto do NO (PKG2, PDE3A, PDE4D e PDE8A), do GMPc (ADCY6) ou do NO via GMPc (PKA1) e varia com o compartimento considerado (oócito ou células do cumulus). Esses resultados demonstraram a inter-relação das vias NO/GMPc/AMPc e toda a sua complexidade dependendo do tipo celular e da fase da maturação de oócitos bovinos. / The NOS/NO system seems to play an important role in oocyte maturation besides other functions. However, despite the evidence, there are few studies on the possible role of this system in bovine oocytes. It is known that NO acts via guanylate cyclase (GC) by stimulating the production of the nucleotide cGMP, which in turn can influence the levels of another nucleotide, cAMP, which is an important element of the signaling pathway of gonadotropins in oocytes and in the control of oocyte maturation. The aim of the present study was to investigate the involvement of the cGMP pathway in the action of the NOS/NO system on the in vitro maturation (IVM) of bovine oocytes and its effect on the cAMP pathway. The highest studied concentration of the NO donor (10-7M SNAP), only 36% of oocytes were able to undergo GVBD (P<0.05) after 9 hours of maturation. This delay was also observed with different concentrations of the GC stimulator (5, 10 or 50&mu;M Proptoporfirin IX) and the cGMP analogue (1, 2 and 4 mM 8-Br-cGMP), which had an average of 50% GVBD for treatment groups and 70% for control groups without drugs (P<0.05). At the beginning of maturation (0 h) cGMP levels were 5.29 pmol/oocyte and decreased within the first hour of culture to 2.97 pmol and 1.54 pmol in the control group and in oocytes cultured in 10-7M SNAP (NO donor) associated with 100&mu;M OQD (GC inhibitor; P<0.05). In the group of oocytes cultured only with SNAP, cGMP levels remained at 4.51 pmol/oocyte similar to the immature group (0 h culture, P> 0.05). The increase of NO maintained cGMP levels stable only during the first hours of maturation. After 3 and 6 h IVM, cGMP levels remained low and similar (0.01 to 2.5 pmol/ ocyte, P>0.05) in control (without drugs), treated with NO donor (SNAP 10-7M) with or without the guanylate cyclase inhibitor (100&mu;M OQD). A decrease in cAMP levels was also observed when compared with the immature group (32.42 fmol cAMP/oocyte) for the other groups (P <0.05), which showed 12.0 to 16.0 fmol cAMP/oocyte after the first hour, 3.3 to 8.0 fmol/oocyte after the third hour and 7.4 to 18.3 after the sixth hour of IVM (P>0.05). NO and cGMP may act to control gene expression in a series of proteins involved in control of the levels of cAMP and cGMP or their functions. The control may be a direct effect of NO (PKG2, PDE3, PDE4D and PDE8A), cGMP (ADCY6) or NO via cGMP (PKA1) and varies with the compartment considered (oocyte or cumulus cells). The results showed the interrelationship of the NO/cGMP/cAMP pathway and all its complexity depending on the cell type and the stage of maturation in bovine oocytes.

Este estudo demonstrou que oócitos bovinos são capazes de progredir normalmente a maturação nuclear até a fase de M II quando cultivados in vitro na presença ou ausência de células da granulosa, na presença ou ausência de soro de vaca nas diversas fases do ciclo estral e/ou SFB e na presença de BSA. A progesterona promoveu um retardo na retomada da meiose, mas não impediu que os oócitos atingissem M II, exceto na concentração de 2,5 µg/ml. Além de promover um retardo inicial na retomada da meiose, a testosterona também prejudicou a progressão da meiose até M II. O estradiol também promoveu este retardo inicial, mas isto foi revertido no final da cultura, onde se verificou que quanto maior a concentração de estradiol até a dose de 5,0 µg/ml, maior a porcentagem de oócitos que atingiram M II. Porém, não se observou diferença significativa da porcentagem de oócitos que atingiram M II após maturação no grupo controle (TCM199 com BSA) e nos grupos onde se adicionou estradiol ao meio, em concentrações crescentes. Verificou-se que as células da granulosa e/ou células do cumulus foram capazes de secretar progesterona e estradiol no meio de cultura, quando estimuladas pelo soro bovino, que lhes forneceu precursores (testosterona). As células do cumulus dos COCs cultivados foram capazes de secretar progesterona quando estimuladas por BSA, SFB e estradiol e foram capazes de secretar estradiol quando estimuladas por BSA, progesterona e testosterona. O trabalho demonstrou que a MIV de oócitos bovinos ocorre normalmente na ausência de soro bovino e na ausência de células foliculares e demonstrou que a adição de estradiol não afeta a maturação e é desnecessária, uma vez que as células do cumulus o produzem no meio durante as 24 horas de cultura. / This study has demonstrated that culture medium supplementation with cycling cow serum and/or FCS, granulosa cells or BSA did not affect meiosis progression from GV to M II stage of bovine oocytes matured in vitro. Progesterone impaired meiosis resumption, but it was reverted after 24 hours of culture, except in the concentration of 2,5 µg/ml. Testosterone impaired meiosis resumption and meiosis progression to M II. Estradiol impaired meiosis progression, but it was reverted at the end of the culture, when it was observed that the higher the estradiol concentration in the medium, the higher the number of oocytes reaching M II. However, when IVM of bovine oocytes matured in medium supplemented with only BSA was compared to IVM of bovine oocytes matured in medium supplemented with BSA plus estradiol, no statistical difference was found. Data showed that granulosa cells and/or cumulus cells were able to produce progesterone and estradiol in the culture medium, when stimulated by bovine serum. Cumulus cells were able to produce progesterone when stimulated by BSA, FCS and estradiol and were still able to produce estradiol when stimulated by BSA, progesterone and testosterone. This study has demonstrated that IVM of bovine oocytes can proceed normally in the absence of bovine serum and granulosa cells, and has additionally demonstrated that the medium supplementation with estradiol did not affect nuclear maturation and it is still not necessary, once cumulus cells are able to produce it during the 24 hours of culture.

Orientador: Joaquim Mansano Garcia / Resumo: As biotecnologias mais avançadas utilizam a produção in vitro (PIV) de embriões como suporte, a qual é dividida em três etapas igualmente importantes: maturação (MIV), fecundação (FIV) e cultivo in vitro (CIV). O objetivo deste trabalho foi avaliar a MIV de oócitos bovinos na presença de estimuladores da síntese de glutationa (GSH) e sua influência no número e na qualidade dos embriões CIV em dois sistemas de cultivo. O meio TCM-199 adicionado de bicarbonato de sódio (26mM), piruvato (0,25mM), sulfato de amicacina (75mg/mL), FSH (0,5mg/mL), hCG (100UI/mL) e estradiol 17b (1mg/ml) foi utilizado como meio base (TCM-199b) para os seis meios de maturação avaliados (Experimento I): controle do laboratório (S) (TCM-199b+10% SFB), controle BSA (B) (TCM-199b+0,5% BSA) e aditivos, cisteína (BC) (meio B+825mM de L-cisteína), cisteína-cisteamina (BCC) (meio BC+100mM de cisteamina), cisteína-cisteamina- mistura de insulina, transferrina e selênio (BCCI) (meio BCC+ITS 8:8:8) e cisteína-ITS (BCI) (meio BC+ITS). Para se verificar a maturação nuclear, pelo estádio da meiose, e a citoplasmática, pelos parâmetros da migração dos grânulos corticais (GCs) para a periferia da membrana citoplasmática (n=1084) e da concentração intracelular de GSH ([GSHi]) (n=1020) foram utilizados oócitos (n=2104) de abatedouro MIV por 24h em estufa úmida a 38,5oC e 5% de CO2 em ar. Após esta avaliação, oócitos (n=3403) foram maturados no meio S, BC ou BCC, FIV em meio TALP-FIV e CIV, por sete dias, em dois sistemas (SOFaa+2,5% de SFB+0,5% de BSA e atmosfera com 5% de CO2 em ar, aproximadamente 20% de O2, ou SOFaa+0,5% de BSA e atmosfera com 5% de CO2 e 5% de O2) para a avaliação das taxas de clivagem e produção de blastocisto (Bl) e, da qualidade proporcional do número de células da massa celular interna e do trofoblasto (MCI:TF), pela coloração diferencial, e do número de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: Advanced biotechnology uses in vitro production (IVP) embryos as support, that is performed in three stages of similar importance: in vitro maturation (IVM), fertilization (IVF) and culture (IVC). The main goal of this experiment was to assess the IVM of bovine oocytes in presence of glutathione (GSH) synthesis stimulates and its influence on quantify and quality of IVC embryos in two culture systems. TCM-199 medium plus sodium bicarbonate (26mM), piruvate (0.25mM), amicacine sulphate (75mg/mL), FSH (0.5mg/mL), hCG (100UI/mL) and estradiol 17b (1mg/ml) was used as basis medium (TCM-199b) to evaluate six maturation media (Experiment I): laboratory control (S) (TCM-199b+10% SFB), BSA control (B) (TCM-199b+0.5% BSA) and supplementation with cysteine (BC) (B medium+825mM of Lcysteine), cysteine-cysteamine (BCC) (BC medium+100mM of cysteamine), cysteinecysteamine- insuline, transferrin and selenium mix (BCCI) (BCC medium+ITS 8:8:8) and cysteine-ITS (BCI) (BC medium+ITS). Bovine oocytes (n=2104) obtained from slaughterhouse ovaries were used to verify nuclear maturation, by meiosis stage, and cytoplasmatic maturation, by migration of cortical granules (CG) to cytoplasmatic membrane periphery (n=1084) and by GSH intracellular concentration ([GSHi]) (n=1020), the IVM was during 24h in a humid incubator at 38.5°C and under 5% CO2 atmosphere. Next, oocytes (n=3404) were maturated in S, BC or BCC medium, IVF was in TALP-IVF medium and IVC was in two different systems (SOFaa+2.5% SFB+0.5% BSA and under 5% CO2 atmosphere, and approximate 20% O2, or SOFaa+0.5% BSA and under 5% CO2 and 5% O2 atmosphere) for a seven day period to evaluate cleavage and blastocyst (Bl) rates, inner cell mass and trophoblast ratio quality (ICM:TE), by differential staining, and apoptotic cell quantify, by TUNEL technique... (Complete abstract, click electronic address below). / Mestre

Resumo:O processo de desenvolvimento embrionário e placentário está sob controle epigenético intenso, com os diversos processos epigenéticos regulando a diferenciação de células pluripotentes em células especializadas. Um desenvolvimento placentário anormal é observado com frequência em gestações de clones, e está associado a uma alteração na reprogramação epigenética da célula doadora e do embrião formado. O objetivo deste trabalho foi avaliar a expressão dos genes "imprinted" TSSC4 e PHLDA2 em tecido cotiledonário e intercotiledonário, aos 60 dias de gestação, de placentas produzidas por Transferência Embrionária (TE), Fecundação In Vitro (FIV) e Transferência Nuclear (TN) em bovinos, e também investigar o controle epigenético desses genes na placenta bovina, avaliando o perfil epigenético dos mesmos em tecidos cotiledonários dos grupos experimentais (TE, FIV e TN). A expressão do gene TSSC4 foi reduzida em 30% na região cotiledonária do grupo produzido por TN, no entanto a expressão do gene PHLDA2 aumentou em aproximadamente onze vezes nos grupos TN e FIV, quando comparados ao grupo TE. Análises de ChIP para a histona H3 na região promotora proximal dos genes TSSC4 e PHLDA2 mostraram um aumento para a marcação permissiva H3K4me2 e uma redução para a inibitória H3K9me2 em cotilédones de placentas clonadas em relação às placentas produzidas por TE. Interessantemente, ambas as marcações de histonas para o gene TSSC4 também estavam significativamente alteradas também em placentas produzidas por FIV, quando comparadas ao grupo TE. Esses resultados mostram que a expressão dos genes "imprinted" TSSC4 e PHLDA2 está alterada em placentas de gestações produzidas por transferência nuclear. Ainda, alterações na expressão do gene PHLDA2 e das modificações de histona no gene TSSC4, nos cotilédones produzidos por FIV, indicam que o cultivoo...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract:The process of embryonic and placental development is under high epigenetic control, with different epigenetic processes regulating the differentiation of pluripotent cells into specialized cells. An abnormal placental development is observed frequently in pregnancies produced by nuclear transfer, and is associated with incomplete epigenetic reprogramming of the donor cell and formed embryo. The objective of this study was to evaluate the expression of the imprinted genes TSSC4 e PHLDA2 in cotiledonary and intercotiledonary tissues, after 60 days of pregnancy, in placentas produced by Embryo Transfer (ET) In Vitro Fertilization (IVF) and Nuclear Transfer (NT) in cattle, and also to investigate the epigenetic control of this gene in the bovine placenta evaluating the epigenetic profile of cotiledonary tissues of the experimental groups (ET, IVF and NT). The TSSC4 gene expression was reduced by 30% in the cotyledons in the NT group, however PHLDA2 expression of the gene was elevated by 11-fold in NT compared to ET. ChIP analysis for histone H3 at the proximal promoter region of TSSC4 and PHLDA2 genes showed an increase to the permissive mark H3K4me2 and a reduction for the inhibitory mark H3K9me2 in the cotyledons of cloned placentae, in relation to placentae produced by ET, for both genes. Interestingly, the inhibitory mark H3K9me2 for TSSC4 gene was also significantly reduced in placentae produced by IVF, compared to ET control group. These results show that expression of the "imprinted" genes TSSC4 and PHLDA2 is affected in placenta of pregnancies produced by nuclear transfer. Further, changes in expression of gene PHLDA2 and histone modifications in TSSC4 gene cotyledons produced by IVF indicate that the in vitro culture can contribute to the observed changes in NT group. / Orientador:Flavia Lombardi Lopes / Banca:Calie Castilho / Banca:Gisele Zoccal Mingoti / Mestre

Orientador: Gisele Zoccal Mingoti / Banca: Lindsay Unno Gimenes / Banca: Claudia Lima Verde Leal / Resumo: Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de avaliar o efeito do precursor do peptídeo natriurético tipo C (NPPC) durante o cultivo de pré-maturação in vitro (pré-MIV) de oócitos bovinos sobre: 1) a progressão da maturação nuclear; 2) a expressão gênica das células do cumulus e 3) a aquisição da competência do oócito para o desenvolvimento embrionário in vitro. Os complexos cumulus-oócito (CCOs) foram pré-MIV com 100 nM NPPC por 8 horas (grupo NPPC) e, ao final do período, foram lavados para completa remoção do NPPC e submetidos à MIV por 22h. Após 8h de pré-MIV e após 8h de pré-MIV seguidas de 22h de MIV (duração total do cultivo = 30h) foram avaliadas a progressão da maturação nuclear e a expressão relativa de mRNA nas células do cumulus. O grupo controle (C) foi maturado na ausência de NPPC por até 30h, e as mesmas avaliações anteriores foram realizadas imediatamente após a remoção do ambiente folicular (C0), após 8h de cultivo (C8), após 22h de cultivo (C22) e após 30h de cultivo (C30). Em outro experimento, cujos tratamentos foram idênticos aos supramencionados, os oócitos foram fecundados ao término da MIV e foi avaliado o desenvolvimento embrionário até a fase de blastocistos. Após 8h de cultivo de pré-MIV, a análise da progressão da meiose demonstrou que o grupo C0 apresentou 58,9% de estruturas com configuração de GV1, enquanto que o grupo C8 apresentou apenas 13,9% de estruturas nesta configuração (P<0,05). A proporção de GV1 no grupo NPPC foi semelhante a ambos e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The aim of this study was to evaluate the effect of the C-type natriuretic peptide precursor (NPPC) during pre in vitro maturation culture (pre-IVM) of bovine oocytes on: 1) nuclear maturation progress; 2) gene expression in cumulus cells and 3) acquisition of competence for in vitro embryo development. Cumulus oocyte complexes (COCs) were pre-IVM with 100 nM NPPC for 8 hours (NPPC group) and then were washed for the complete removal of NPPC and submitted to IVM for 22h. After 8h pre-IVM followed by 22h IVM (total culture time = 30h) oocytes were evaluated for nuclear maturation progress and cumulus cells for relative mRNA expression. Control group (C) was IVM in the absence of NPPC for up to 30h and the same evaluations were made immediately after follicle removal (C0) and after 8h (C8), 22h (C22) and after 30h of culture (C30). In another experiment with the same treatment, the oocytes were fertilized at the end of IVM and embryo development to the blastocyst stage was evaluated. After 8 hours of pre-IVM culture, meiosis progression analysis showed 58.9% of oocytes in GV1 configuration in C0, while C8 had only 13.9% (P<0.05). The GV1 rates in NPPC did not differ from any group (22.8%; P>0.05). On the other hand, C8 showed higher rates of GV3 in comparison with C0 (53.1% vs. 3.62%; p<0.05) and no differences compared to NPPC (38.7%; P<0.05). At the end of IVM culture, no differences between groups (C22 vs. NPPC vs. C30) were observed in nuclear maturation, however, higher rates of degenerated oocytes were observed in C30 in comparison with C22 (11.4% vs. 2.8%; P<0.05). The relative gene expression analysis in cumulus cells after 8h pre-IVM with NPPC showed an up-regulation in genes related to cumulus cells expansion (GREM1, PTGS2/COX2, PTX3, TNFAIP6 and VCAN), oocyte maturation (BDNF, EGFR, NOS3, PDE5A, PRKCD e STAT3) a... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

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.

Orientador: Sony Dimas Bicudo / Banca: Eunice Oba / Resumo: O presente estudo visou avaliar a resposta ovariana a superestimulação utilizando 80UI de FSH e 300UI de eCG após ablação por laparoscopic ovum pic-up (LOPU1) de todos os folículos visíveis presentes em ambos os ovários. Determinar o melhor momento para realização de uma nova LOPU (LOPU2), mediante a avaliação ultrassonográfica dos ovários a cada 12 horas após LOPU1. E comparar a respostas ovariana do tratamento Duplo LOPU (DLOPU) com o tratamento One Shot adaptado de Baldassarre (1996), quanto a quantidades dos Complexos Cumulos-Oócito (COCs), e qualidade das estruturas obtidas e após processo de maturação in vitro (MIV) por 24 horas. Foi determinado o momento para realização da LOPU2 em 36 horas após a superestimulação. A média de folículos presentes na avaliação ultrassonográfica imediatamente antes a LOPU em ambos os tratamentos foi cerca de 9 estruturas, não diferindo da media de folículos aspirados, a taxa de recuperação comum aos dois tratamentos foi de 62,5%. A avaliação imediata das estruturas obtidas bem como a após 24 de MIV demonstrou que não houve diferença qualitativa COCs entre os tratamentos / Abstract: The present study aimed to evaluate the ovarian response to superstimulation using 80UI FSH and eCG 300UI after ablation LOPU (LOPU1) of all follicles present in both ovaries. Determine mlehor time to make a new LOPU (LOPU2) by ultrasound evaluation of the ovaries every 12 hours LOPU1. And comparing the responses ovarian DLOPU treatment with the treatment Ono Shot adapted Baldassarre (1996) with the DLOPU described here, the amounts of COC and quality of the structures obtained after process and IVM for 24 hours. It was determined the time for completion of LOPU2 in 36 hours after the overstimulation. The mean number of follicles present in the ultrasonographic evaluation immediately before the LOPU in both treatments was about 9 structures did not differ from follicles aspirated media, the recovery rate common to the two treatments was 62.5%. Immediate assessment of the structures obtained as well as after 24 IVM demonstrated that COCs do not hear qualitative difference between treatments / Mestre

Este estudo foi realizado com o objetivo de: 1) determinar a influência da tensão de oxigênio na viabilidade das células do cumulus oriundas de oócitos caninos maturados em meio com alta concentração de glicose (11,0 mM); 2) determinar a taxa de maturação in vitro de oócitos caninos mantidos em meio contendo altas concentrações de glicose (11,0 mM), bem como avaliar o efeito da tensão de oxigênio sobre a taxa de maturação in vitro de oócitos caninos; 3) determinar a influência da adição de água de coco em pó (ACP-318®) ao meio de maturação com alta concentração de glicose (11,0 mM) na taxa de maturação in vitro de oócitos caninos. O meio de maturação usado nos experimentos foi TCM 199 suplementado com 26,19 mM de bicarbonato de sódio, 50 μg/ml de gentamicina, 0,20 mM de ácido pirúvico, 20 μg/ml de estradiol, 0,5 μg/ml de FSH e 0,03 UI/ml hCG. O meio de maturação era modificado de acordo com a proposta experimental apresentada. Os resultados do primeiro experimento mostraram diferença estatística nas taxas de apoptose nas células do cumulus entre os três grupos avaliados. Foi concluído que células do cumulus oriundas de COCs caninos cultivados em meio contendo altas concentrações de glicose apresentaram significativamente menos apoptose do que as cultivadas em meio com soro fetal bovino, e que a baixa tensão de oxigênio foi eficiente em reduzir a ocorrência de apoptose nas células do cumulus. No segundo experimento deste estudo, os índices mais elevados (p < 0,001) de oócitos degenerados foram obtidos, quando TCM 199 era suplementado com 10 % de FCS. Uma influência positiva sobre a retomada de meiose e aquisição de metáfase I (MI) foi observada quando os oócitos caninos foram maturados em meio livre de soro e com altas concentrações de glicose. Foi concluído que a adição de FCS ao meio de maturação de oócitos caninos resulta em altas taxas de degeneração dos oócitos e que a redução da tensão de oxigênio não resultou em melhora da taxa de maturação nuclear dos oócitos caninos. Os resultados obtidos no terceiro experimento mostraram que nos grupos experimentais cujo meio foi suplementado com ACP-318®, houve melhora significativa (p < 0,05) na taxa de maturação nuclear dos oócitos caninos. Oócitos maturados em meio suplementado com 5% de ACP-318® mostraram-se menos susceptíveis a alterações na configuração típica da cromatina que os maturados com 10% de ACP-318® no meio de maturação. Os resultados sugerem que tanto a integridade da morfologia nuclear, como a progressão da meiose dos oócitos caninos são positivamente influenciadas quando estes são expostos ao TCM 199 com alta concentração de glicose e suplementado com 5% de ACP-318®. / This study was designed: 1) determine the influence of oxygen tension on cumulus cell (CC) viability from canine oocytes in vitro matured in high glucose medium (11.0 mM); 2) determine the influence of two oxygen tensions on the nuclear maturation of canine oocytes in vitro matured in high glucose medium (11.0 mM); 3) determine the influence of powdered coconut water (ACP-318®) diluted in high glucose (11.0 mM) TCM199 in the achievement of nuclear in vitro maturation (IVM) of canine oocytes. Basic medium used in the experiments was TCM 199 suplemented with 26.19 mM sodium bicarbonate, 50 μg/ml gentamicin, 0.20 mM piruvic acid, 20 μg/ml oestradiol, 0.5 μg/ml FSH and 0.03 IU/ml hCG. Maturation medium was modified following the beyond described experimental proposals. The results of the first experiment showed that there was statistical difference in the rate of CCs apoptosis among the three groups. It was concluded that CCs of canine COCs cultured in high-glucose medium showed significantly less apoptosis than those cultured in medium with FCS. Low O2 tension was efficient in reducing apoptosis in canine CCs. In the second experiment of this study, the highest rates (p < 0.001) of degenerated oocytes were achieved when TCM 199 was added with 10% FCS. A positive influence on the meiosis resumption and on the MI acquisition rate was observed when canine oocytes were matured in defined high-glucose medium. It was concluded that the addition of FCS in the maturation medium of canine oocytes result in a high level of degenerated oocytes, and that the low level of oxygen tension did not improve the nuclear maturation of canine oocytes. The results achieved on the third experiment showed that in the experimental groups with the medium supplemented with ACP-318® (groups 2 and 3) enhanced the rates of oocytes’ nuclear maturation (p < 0.05). Ooocytes matured in medium added with 5% powdered coconut water (ACP-318®) were less prone to deviation of typical chromatin configuration than those matured in medium added with 10% ACP-318®. The results suggest that oocytes’ nuclear morphology integrity and meiosis achievement were positively influenced when exposed to high glucose TCM199 supplemented with 5% powdered coconut water.

O interesse em criopreservar tecido ovariano, embriões e oócitos, principalmente quando se trata de pacientes oncológicas que irão ser submetidas a tratamentos potencialmente esterilizantes, vem crescendo nas últimas duas décadas. Uma das técnicas propostas para se preservar a fertilidade destas pacientes é o congelamento de oócitos, podendo estes ser obtidos já maturados in vivo após a hiperestimulação ovariana controlada ou na forma de oócitos imaturos na ausência de estimulação, nestes casos procede-se a maturação in vitro (MIV) de oócitos pré congelamento. No entanto sabe-se que a criopreservação causa danos de viabilidade e perda do potencial reprodutivo destes oócitos. Alguns autores têm demonstrado que esses danos podem ser reduzidos por meio de cultivos que modulam o perfil lipídico tanto de oócitos como embriões, fazendo com que estes sejam menos susceptíveis ao congelamento. Uma das técnicas que permite a verificação da composição lipídica de células e outras estruturas é a espectrometria de massas. Os objetivos deste estudo foram comparar o perfil lipídico de oócitos maturados in vitro na presença ou ausência de PL e correlacionar com o perfil lipídico e desenvolvimento embrionário dos embriões produzidos in vitro. Além disso, avaliamos o perfil lipídico dos meios de maturação usando oócitos bovinos como modelo experimental. CCOs foram maturados em meio TCM ou TCM + PL, contendo 10% de soro fetal bovino, 0,5 µg/ml de FSH, 5 ng/ml de LH e 1 mg/mL de 17?-estradiol em atmosfera úmida, com 5% de CO2 durante 24 horas. Após a MIV, os oócitos foram desnudados mecanicamente, lavados em PBS e armazenados a -80 ° C, até a análise de perfil lipídico. Oócitos, meios de maturação e blastocistos foram submetidos à técnica de MALDI-MS (ionização e dessorção a laser assistida por matriz /espectrometria de massas). Diferenças no perfil lipídico foram identificadas por PCA (análise de componentes principais). O perfil lipídico dos meios de maturação determinado por MALDI-MS permitiu a diferenciação entre TCM e TCM + PL. No entanto, a análise dos oócitos maturados in vitro demonstrou que o perfil lipídico dos grupos controle ou suplementado com PL não foram diferentes. Da mesma forma, não foram observadas diferenças no perfil lipídico e na embriogênese dos embriões resultantes. No entanto, diferenças no perfil lipídico entre COC e oócitos desnudos (ODs) maturados in vitro foram detectadas. Oócitos maturados com as células do cumulus contêm íons PC com maiores graus de insaturação dos resíduos de ácidos graxos, enquanto ODs contêm espécies de PC com ácidos graxos insaturados (18:0) ou monoinsaturados (18:1). O MALDI-MS permite a obtenção de perfis lipídicos informativos para meios de cultura e oócitos maturados in vitro. A identificação de mudanças no metabolismo lipídico de oócitos durante a MIV pode contribuir para determinar a suplementação lipídica adequada dos meios de MIV e soluções de vitrificação, contribuindo para otimizar os protocolos de criopreservação de oócitos humanos. / The interest in ovarian tissue, embryos and oocytes cryopreservation has been growing in the last two decades, especially in patients who are faced with potentially sterilizing treatments. One of the techniques proposed to preserve the fertility of these patients is the oocyte cryopreservation. The oocytes can be obtained matured in vivo after controlled ovarian hyperstimulation or as immature oocytes, in the absence of stimulation. In these cases, an option is to proceed the in vitro maturation (IVM) of oocytes before cryopreservation. However, it is known that damage induced by cryopreservation is associated with loss of viability and reproductive potential of oocytes. Some authors have demonstrated that such damage can be reduced by culture media that modulate lipid profile in both oocytes and embryos, making them less susceptible to freezing. One technique that enables the determination of the lipid composition of cells and other structures is mass spectrometry. The objectives of this study were to compare lipid profiles of oocytes matured in vitro in the presence or absence of PL and relate this information to lipid profile and preimplantational development of IVM-derived embryos. Also, we evaluated the lipid profiles of culture media using bovine oocytes as an experimental model. COCs were matured in TCM or TCM + PL, both containing 10% fetal calf serum, 0,5µg/ml FSH, 5 µg/mL LH, and 1 µg/mL 17?-estradiol, with 5% CO2 for 24 h. After IVM, oocytes were mechanically denuded, washed in PBS and stored at -80°C, until lipid analysis. Oocytes, maturation media and blastocysts were submitted to the MALDI-MS (matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry). Differences in lipid profile were addressed by principal component analysis. Maturation media lipid fingerprint by MALDI-MS allows differentiation among TCM and TCM+PL. However, the MALDI-MS of the in vitro matured oocytes demonstrated that lipid profile of control or PL-supplemented groups were not different. Similarly, no differences were observed in the lipid profile and embryogenesis of resulting embryos. Nevertheless, differences in lipid profiles between COCs and denuded oocytes (DOs) matured in vitro were indicated to occur. The former contain PC ions with higher degrees of unsaturation in the fatty acid residues, while DOs contain PC ions with unsaturated (18:0) or monoenoic (18:1) fatty acids. The MALDI-MS has allowed obtaining informative lipid profiles for culture media and IVM-oocytes. Identification of lipid changes during IVM may contribute to determine appropriate lipid supplementation of IVM/vitrification media and to improve cryopreservation of human oocytes.