Maintenance of hematopoiesis depends upon rare hematopoietic stem cells (HSCs), which can persist over an organism’s lifetime. It is conceivable that they must maintain a high degree of genetic stability; otherwise recurring exposure to genotoxins and accumulation of genetic changes could result in genomic instability and malignancy or cell death. We have focused on the response of HSCs and primitive hematopoietic cells to highly toxic DNA double-strand breaks (DSBs). Using assays to detect break rejoining and kinetics of early DSB response foci, we determined that non-cycling human HSC-containing cells display delayed break rejoining kinetics and persistent γH2AX and 53BP1 foci compared to cycling counterparts, more differentiated hematopoietic cells and human primary fibroblasts. In contrast, when stimulated to cycle, these HSC-containing cells are quite efficient at repairing breaks and resolving foci. These data suggest that the DNA damage response may be unusually prolonged in non-cycling primitive hematopoietic cells.

Maintenance of hematopoiesis depends upon rare hematopoietic stem cells (HSCs), which can persist over an organism’s lifetime. It is conceivable that they must maintain a high degree of genetic stability; otherwise recurring exposure to genotoxins and accumulation of genetic changes could result in genomic instability and malignancy or cell death. We have focused on the response of HSCs and primitive hematopoietic cells to highly toxic DNA double-strand breaks (DSBs). Using assays to detect break rejoining and kinetics of early DSB response foci, we determined that non-cycling human HSC-containing cells display delayed break rejoining kinetics and persistent γH2AX and 53BP1 foci compared to cycling counterparts, more differentiated hematopoietic cells and human primary fibroblasts. In contrast, when stimulated to cycle, these HSC-containing cells are quite efficient at repairing breaks and resolving foci. These data suggest that the DNA damage response may be unusually prolonged in non-cycling primitive hematopoietic cells.

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:24:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCA09MA035.pdf: 598667 bytes, checksum: ca72444a18cb4ea0606dce41b5264fb9 (MD5) Previous issue date: 2009-01-19 / O uso de sêmen congelado é um pré-requisito para maximizar o ganho genético oriundo da IA em ovinos. Muito embora a IA com sêmen fresco ou resfriado esteja consolidada, com sêmen congelado os resultados são inconsistentes. O uso de plasma seminal (PS) já foi demonstrado como eficaz na proteção e reversão de parte dos danos celulares causados pela criopreservação. Entretanto, o pequeno volume do ejaculado e o risco de transmissão de doenças espécie-específicas são limitações importantes nos ovinos. Uma alternativa a ser considerada é o uso de PS heterólogo, que pela escassez de informações disponíveis, justificam a execução deste estudo, cujos objetivos foram: (a) determinar a capacidade do PS eqüino (PSE) e bovino (PSB) em preservar a viabilidade do sêmen ovino descongelado, comparando-os com o PS ovino (PSO); (b) avaliar o perfil eletroforético das proteínas presentes no PSO, PSE e PSB, e adicionalmente; c) quantificar e comparar o nível de fragmentação do DNA de espermatozóides incubados ou não com PSO, PSE ou PSB. Para tanto, três experimentos foram conduzidos, sendo: Experimento 1: Sêmen descongelado diluído em meio sem PS (SPS) ou contendo 25% de PSO, PSE ou PSB, com exposição por um período de 5 min ou 6 h. Avaliou-se a motilidade, integridade de membrana plasmática e proporção de espermatozóides vivos. No Experimento 2 avaliou-se a concentração protéica total encontrada no PSO, PSE e PSB, bem como o perfil eletroforético das proteínas presentes, mediante SDS-PAGE. No Experimento 3 foi validada uma técnica para a avaliação da integridade do DNA espermático (Neutral Comet Assay - NCA), procedendo-se a avaliação de todos os tratamentos testados nos experimentos anteriores, além dos tratamentos: sêmen descongelado (SD), sêmen fresco (SF) e um controle positivo (CP). Adicionalmente foi avaliado o efeito da técnica de seleção espermática swim up sobre os achados de fragmentação de DNA pelo NCA. A análise estatística foi realizada com o pacote do SAS ou do Minitab, com nível de significância de 5%. Como resultados, observou-se que a exposição por 5 min. em PSO, PSE ou PSB teve efeito benéfico sobre os parâmetros de viabilidade avaliados. A incubação por 6 h reduziu (P<0,05) a motilidade espermática nos tratamentos PSE e PSO, em relação ao SPS e PSB. A integridade de membrana plasmática não foi afetada pelo tratamento. A concentração protéica total no PSO, PSE e PSB foi 16,8, 3,0 e 25,0 &#956;g/&#956;L, respectivamente. O PSO e PSB demonstraram padrões eletroforéticos semelhantes, enquanto o PSE apresentou um perfil distinto. A menor viii fragmentação de DNA com 1 h de incubação foi obtida com o grupo SF, não havendo diferença entre os demais grupos. Com 6 h de incubação, os grupos SPS (63%) e SD (70%) demonstraram maior fragmentação que o tratamento SF (50%), não havendo diferenças entre os tratamentos PSO (60%), PSE (52%) e PSB (55%). Não foi observado efeito da técnica de seleção swim up na fragmentação do DNA, avaliada pelo NCA. Conclui-se que o PS heterólogo pode ser utilizado em substituição ao PSO, mesmo apresentando perfil protéico distinto. Entretanto, a viabilidade espermática foi influenciada pelo tempo de incubação. Em adição, as modificações adotadas no método Neutral Comet Assay possibilitaram sua validação para o sêmen ovino. Por final, o sêmen ovino apresenta uma elevada taxa de fragmentação de DNA, que não difere entre os espermatozóides selecionados ou não pelo método swim up