Células cultivadas por longos períodos acumulam alterações genéticas e epigenéticas que resultam frequentemente em uma inapropriada reprogramação nuclear de embriões submetidos à transferência nuclear a partir de células somáticas (TNCS). Além disso, a variável sexo é um fator limitante na produção de blastocistos e na competência de desenvolvimento pós-implantação de embriões produzidos in vitro. Desta maneira, o objetivo deste trabalho foi estudar o efeito do número da passagem nos experimentos de transferência nuclear, bem como, avaliar o efeito do sexo no desenvolvimento in vitro e no potencial pós-implantação destes embriões. Para tanto, oócitos derivados de matadouro foram enucleados e reconstruídos com células somáticas de animal adulto a partir de 18 horas pós-maturação. Após a fusão (dois pulsos de 2,25 kv/cm durante 65 µseg) e ativação química (ionomicina - 5,0 µM durante 5 minutos e 6-DMAP - 2,0 mM durante 3 horas), os zigotos reconstituídos com núcleo de célula somática foram cultivados em CR2 com monocamada de células da granulosa a 38,8ºC, em atmosfera umidificada e 5% de CO2 em ar durante 7 dias. Os resultados foram analisados utilizando o teste Qui-quadrado (X2). No cultivo in vitro, embriões reconstruídos com células em passagens tardias apresentaram menores taxas de clivagem, 8 células e desenvolvimento a blastocisto (p < 0,05). Embriões reconstruídos com células em passagens iniciais apresentaram maior competência em formar um blastocisto (16% versus 14% - intermediárias e 7% - tardias; p < 0,05). Apesar dos embriões reconstruídos com células em passagens tardias apresentarem resultados semelhantes de prenhez aos 30 dias (35% versus 27% - iniciais e 26% - intermediárias), não foram competentes para o desenvolvimento de uma gestação a termo (0% versus 34% - iniciais e 25% - intermediárias). Além de não apresentarem diferenças nas taxas de desenvolvimento a termo, neonatos produzidos com células em passagens iniciais e intermediárias apresentaram taxas equivalentes de sobrevivência (50% vs 57%, respectivamente). Em relação ao sexo, embora maior taxa de clivagem tenha sido observada para fêmeas (78% vs 74%; p < 0,05), embriões machos foram mais competentes no desenvolvimento a blastocisto (16% vs 14,5%; p < 0,05). As taxas de prenhez, desenvolvimento a termo e sobrevivência foram semelhantes entre os gêneros. Entretanto, fêmeas apresentaram maior taxa de aborto entre 90 e 120 dias de gestação (p < 0,05). Em conclusão, estes resultados indicam que células doadoras de núcleos cultivados por um longo período dificultam a produção de blastocistos e aumentam as chances de perdas durante a gestação. Também foi possível concluir que embriões clonados do gênero masculino apresentam maior competência para desenvolver a blastocisto e suportar uma gestação a temo. / Cells cultured for long-term periods accumulate genetic and epigenetic modifications that result in improper nuclear reprogramming of somatic cell nuclear transfer (SCNT) embryos. Furthermore, the sex may be a limiting factor in blastocysts production and in post-implantation developmental competence. Therefore, the objective of this study was to determine the effect of the passage number for SCNT, and to evaluate the effect of sex on in vitro development and on post-implantational competence of these embryos. Oocytes obtained from slaughtered cows were enucleated and reconstructed by TNCS from an adult animal at 18 hours of in vitro maturation. After fusion (two 2.25 kv/cm DC pulses for 65 µsec) and chemical activation (5.0 µM ionomycin for 5 min followed by 2.0 mM 6-DMAP for 3 hours), the reconstructed zygotes were cultured in CR2 on a granulosa cell monolayer at 38.8ºC in a humidified atmosphere of 5% CO2 in air for 7 days. Data were analyzed using Chi Square analysis. Reconstructed embryos with cells on late passages showed lower rates for cleavage, 8 cells embryos and blastocyst formation (p < 0.05). Reconstructed embryos with cells on early passages showed higher competence to blastocyst formation (16% versus 14% - intermediate and 7% - late; p < 0.05). Although reconstructed embryos with cells on late passages showed similar results for pregnancy on day 30 (35% versus 27% - early and 26% - intermediate), they were not competent to develop to term. Calving rates and perinatal survival (PNS) were similar when comparing early and intermediate passages (34% vs 25% and 50% vs 57%, respectively). Regarding sex, although cleavage rates were higher for female embryos (78% vs 74%; p < 0.05), male embryos were more competent for blastocyst formation (16% vs 14.5%; p < 0.05). The pregnancy rate, development to term and PNS were similar between gender, however, female embryos showed higher rates of abortion between day 90 and 120. In conclusion, these results indicate that long-term culture of donor cells decrease blastocyst formation and increase the chances of failure during pregnancy. Futhermore, cloned male embryos were more competent to form a blastocyst and had lower rates of abortion.

A presente pesquisa teve a finalidade de estudar a hematologia de bezerros clonados da raça Nelore, originados por meio da técnica de transferência nuclear de células somáticas (TNCS) por meio da avaliação do quadro eritrocitário, da dinâmica dos tipos de hemoglobina e do metabolismo do ferro destes animais durante o primeiro mês de vida. O delineamento experimental envolveu a colheita de 260 amostras de sangue e soro sanguíneo de 20 bezerros distribuídas nos seguintes momentos: imediatamente após o nascimento, 12 horas após o nascimento, 1 dia de vida, 2 , 3 , 4, 5, 7, 10, 15, 20 e 30 dias de vida. Os animais foram divididos em quatro grupos experimentais: 12 bezerros obtidos por meio da técnica de TNCS pelos laboratórios A e 8, 4 por meio de fertilização in vitro (FIV) e 4 por monta natural (MN). A ocorrência de anemia de grau moderado a grave, do tipo normocítico e normocrômico, foi observada em 100 % (5/5) dos 5 bezerros clonados pelo Laboratório A, enquanto a incidência nos bezerros clonados pelo Laboratório B foi igual a 14,2 % (1/7), nos bezerros obtidos por fertilização in vitro foi igual 50,0 % (2/4) e em bezerros obtidos por monta natural foi igual a 50,0 % (2/4). A avaliação do eritrograma dos bezerros cio nados pelo Laboratório A evidenciou que a anemia instalou-se gradualmente a partir das 12 horas de vida atingindo ao final da primeira semana, a, sua intensidade máxima, sendo observada a recuperação gradativa dos valores eritrograma a partir do 15°dia de vida. Os valores médios obtidos para o eritrograma dos bezerros clonados do Laboratório A no 7º dia de vida foram os seguintes: Hemácias - 4,33X106/mm3-; Volume Globular - 23 %, Taxa de Hemoglobina - 7,25 g/dL; VCM - 52,89 µ3-; HCM - 16,65 pg; CHCM - 31,47%. A anemia observada nos bezerros clonados pelo Laboratório A era de origem ferropriva, pois se evidenciou nesses animais uma significativa diminuição dos teores séricos de ferro associada à diminuição do índice de saturação da transferrina (1ST), enquanto os valores da capacidade total de ligação do ferro (CTLF) não sofreram influência durante o período. Os valores médios obtidos para o metabolismo de ferro dos bezerros clonados pelo Laboratório A no 7º dia de vida foram os seguintes: teores séricos de ferro - 47,35 mg/dL; capacidade total de ligação de ferro - 455,90 mg/dL, índice de saturação da transferrina - 9,64%. Durante o estudo dos tipos de hemoglobinas, utilizando-se técnica de eletroforese foram identificados três fenótipos de hemoblogina adulta (Hb-A; Hb-B e Hb-AB) e a presença de hemoglobina fetal (Hb-F), não sendo observadas anomalias que pudessem sugerir a ocorrência de hemoglobinopatias hereditárias e/ ou congênitas. Verificou-se que as taxas de Hb-A, nos clones com fenótipo Hb-AB e Hb-A, permaneceram estáveis durante todo o período experimental, enquanto nos bezerros obtidos por fertilização in vitro ou monta natural com os mesmos fenótipos (Hb-A e Hb-AB) observou-se a partir de 120 horas de vida um gradativo aumento das taxas de Hb-A. Durante a avaliação da dinâmica da hemoglobina do tipo fetal (Hb-F) no primeiro mês de vida observou-se, que todos os grupos animais apresentaram comportamento similar, caracterizado por sua diminuição com o desenvolvimento etário. / The present work aimed to study the hematology of cloned Nelore calves produced using the technique of somatic cell nuclear transfer (SCNT), by evaluating erythrocyte parameters, hemoglobin dynamics, and iron metabolism in the animals during the first month after birth. The experimental design included the collection of 260 blood and blood serum samples from 20 calves in the following times: immediately after birth, 12 hours after birth, 1st of life, 2nd, 3rd, 4th, 5th, 7th, 20th and 30th day of life. The animals were classified in four experimental groups: 12 calves produced, using SCNT for two commercial laboratories (laboratory A=5 calves and laboratory B= 7 calves), four calves produced by in vitro fertilization (IVF) and four calves produced by natural mating (NM). Mild to severe normocytic and normochromic anemia was observed in 100% (5/5) cloned calves from laboratory A, and 14.2% (117) cloned calves from laboratory B. In both IVF and NM calves, anemia was observed in 50% (214) of the calves. Erytrogram evaluation of cloned calves from laboratory A showed that anemia developed gradually from 12 hours after birth, was most intense at the end of the first week, and then erytrogram normal values were recovered after the 15th day of life. Mean values for the laboratory A cloned calves erytrogram in the 7th day of life were the following: Red cells 4033X106/mm3, hematocrit 23%, hemoglobin 7.25g/dL, MCV 52.89µ3-; MCH 16.65, MCHC 31.47%. Anemia observed in cloned calves from laboratory A was caused by iron deficiency, since a significant decrease in iron se rum levels together with a decrease in transferrin saturation index (TSI) was confirmed. At the same time, Total iron-binding capacity (TIBC) was not changed in this period of time. Mean iron metabolism values for cloned calves from laboratory A were the following: serum iron amount: 47,35mg/dL, TIBC 455,90 mg/dL and TSI 9,64%. Hemoglobin identification by eletrophoresis identified three adult hemolglobin phenotypes (A-Hb; B-Hb e AB-Hb) and the fetal hemoglobin (F-HB), and there was no sign of hereditary hemoglobin disorders were observed. The rate of A-Hb in cloned calves with A-Hb and AB-Hb phenotypes was maintained during the experimental period. Nonetheless, for the IVF calves with the same phenotypes (A-Hb and AB-Hb) a constant increase in the A-Hb was noticed. For the evaluation of F-Hb dynamics in the first month of life, results showed similar pattern, characterized by its decrease with age.

O sucesso da gestação, e nascimento da prole saudável, depende da adequada formação, desenvolvimento e funcionamento da placenta. Entretanto, são observadas altas perdas durante o primeiro terço da gestação de embriões bovinos produzidos por transferência de núcleo de célula somática (TNCS), principalmente causadas por alterações placentárias, decorrentes da incompleta reprogramação epigenética no desenvolvimento embrionário. Normalmente, após a fecundação, o DNA paterno é desmetilado durante as primeiras horas do desenvolvimento, enquanto o DNA materno é desmetilado de forma passiva. Entretanto nos embriões TNCS a desmetilação do DNA é tardia e incompleta, resultando numa alteração do padrão epigenético, principalmente nos níveis de metilação (5mC) e hidroximetilação (5hmC) do DNA e nas histonas. Além disso, na gestação TNCS há expressão precoce das moléculas do complexo de histocompatibilidade principal de classe I (MHC-I), associada ao aumento de infiltrados inflamatórios na placenta e à rejeição imunológica ao feto. O objetivo desse trabalho foi de verificar, na placenta bovina TNCS e controle, os níveis globais de 5mC e 5hmC, e de algumas modificações de histonas importantes na formação do trofectoderma ou por serem modificações clássicas, além de imunolocalizar moléculas de MHC-I. Para tanto foram utilizadas amostras de placentônio TNCS no primeiro (n = 5) e terceiro (n = 6) terço gestacional; e como controle, placentônios com controle no primeiro (n = 6) e terceiro (n = 6). Foram realizadas reações de imunohistoquímica para modificações no DNA (5mC, 5hmC) e nas histonas (H3K4me3, H3K27me3, H3K9ac, H3K9me2/3) e para MHC-I (Qa-2 e IL-A88); além de reações de PCR quantitativo para enzimas responsáveis pelas modificações no DNA (DNMT1, TET1, TET3), para alguns genes relacionados com o desenvolvimento da placenta (PAG9, PHDLA2, SNRPN e TSSC4) e para isoformas de MHC-I (NC1-4 e JSP-1). Houve aumento dos níveis globais de metilação, e diminuição de hidroximetilação, na placenta TNCS durante o primeiro trimestre gestacional. Os níveis de H3K4me3 foram estáveis na placenta controle e crescentes na placenta TNCS, enquanto que a H3K27me3 decresceu na placenta controle e foi estável na placenta TNCS. Na placenta TNCS, aos 60 dias, foram observados os menores níveis globais H3K9ac, porém H3K9me2/3 não diferiram entre as idades e tipos gestacionais estudados. Foi identificado MHC-I no trofoblasto do placentônio bovino nas idades analisadas, com variações de intensidade dependendo da isoforma detectada, além de que a placenta controle e a TNCS apresentam padrões diferentes na expressão de MHC-I. De modo geral, o menores níveis de metilação do DNA encontrados na placenta TNCS aos 60 dias de gestação, indica ser um mecanismo compensatório para ativar a expressão gênica. Visto que a as modificações de histona levam a um estado repressivo da expressão gênica, já que a bivalência entre H3K4me3 e H3K27me3 e os níveis de H3K9ac estão diminuídos. Ainda na placenta TNCS aos 60 dias, há uma alta expressão de MHC-I, levando a resposta imune do sistema materno contra os tecidos fetais. Portanto vários eventos são presentes e parecem contribuir para instabilidade da gestação inicial em clones, coincidindo com a alta taxa de perdas gestacionais nessa fase / Pregnancy success depends of adequate placental formation, development and function. Therefore, the highest loses rates are found during first trimester pregnancies of bovine embryos produced by somatic cell nuclear transfer (NT), majorly by placental alterations, due to incomplete epigenetic reprogramming during embrionary development. Normally, after fecundation, paternal DNA is actively demethylated at first hours of development; where as maternal DNA is passively demethylated. However in NT embryos the DNA demethylation is late and incomplete, resulting in changes of epigenetic patterns, majorly in methylation (5mC), hydroxymethylation (5hmC) and histone levels. Furthermore, in NT pregnancy there is premature expression of class I major histocompatibility complex (MHC-I), associated with inflammatory infiltrates increases and immunological rejection against fetus. The aim of this work was to evaluate global levels of 5mC, 5hmC and some posttranslational histone modifications and MHC-I molecules expression of bovine placenta in NT and control models. For this, NT and control bovine placentome were collected at first (n = 6) and third (n = 6) trimester of pregnancy. Immunohistochemistry reactions were performed to assay DNA methylation (5mC) and (5hmC) and posttranslational histone modifications (H3K4me3, H3K27me3, H3K9ac, H3K9me2/3) and MHC-I molecules (Qa-2 e IL-A88). Quantitative PCR reactions were performed to evaluate the expression of DNA modifications related enzymes (DNMT1, TET1 and TET2), MHC-I classical (JSP-1) and non-classical (NC1-4) isoforms, and imprinted genes expression (SNRPN, TSSC4 and PHDLA2). In the NT placenta there was an increase in the global methylation and decreased hydromethylation level at first trimester. Levels of H3K4me3 were constant at control placenta while increased in NT placenta. For H3K27me3, the levels decreased in control placenta and were stable at NT counterparts. At 60 days of pregnancy in NT placenta, were observed low levels of global H3K9ac, but no differences of H3K9me2/3 levels were found between pregnancy ages or type. We identified MHC-I at bovine placentomal trophoblast in all ages analyzed, with intensity variation of different isoforms. In general, low levels of DNA methylation at day 60 of pregnancy of TNCS placenta, indicates a compensatory mechanism to active genic expression. Since histone modifications, in this period, leads to repressive status, because bivalence of H3K4me3 and H3K27me3 and levels of H3K9ac were diminished. Also at day 60 of pregnancy of TNCS placenta, MHC-I is highly expressed and leads to maternal immune response against fetus tissue. In conclusion, several events are present and apparently contribute to early clone pregnancy instability, coinciding with high pregnancy losses in that phase

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-02-26Bitstream added on 2014-06-13T18:46:32Z : No. of bitstreams: 1 perecin_f_dr_jabo.pdf: 591625 bytes, checksum: f3212bddc59577b0aa73b9d7ef9f1d91 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A clonagem por transferência de núcleo é freqüentemente associada a resultados insatisfatórios devido à reprogramação nuclear anormal da célula somática doadora de núcleo e à expressão gênica alterada. O primeiro objetivo deste trabalho foi estudar a freqüência dos RNAs mensageiros das DNA metiltransferases (DNMT) 1, 3A e 3B, e do gene de expressão constitutiva gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase (GAPDH) em blastocistos bovinos isolados produzidos in vivo e in vitro por transferência nuclear (TN) de célula somática, ativação partenogenética e fertilização in vitro (FIV). O segundo objetivo foi avaliar a expressão das DNMTs e dos genes imprinted IGF2, IGF2R e H19 em membranas cório-alantóide e fetos bovinos produzidos in vivo e in vitro por TN, ativação partenogenética e FIV e recuperados entre os dias 33 e 36 de gestação. Houve decréscimo (P<0,05) na freqüência do GAPDH nos blastocistos TN e partenogenéticos quando comparados aos embriões fertilizados, e também diferença entre blastocistos TN produzidos com diferentes protocolos de sincronização celular (células em G0 ou G1 do ciclo celular). Com relação às DNMTs, não foram identificados transcritos da DNMT1 nos blastocistos do grupo TN-G0; ocorreu diminuição na freqüência dos transcritos da DNMT3B nos embriões TN quando comparados aos partenotos. Não se observou diferença na freqüência relativa das DNA metiltransferases em membranas cório-alantóide e fetos. Com relação aos genes imprinted, o grupo partenogenético apresentou menor nível de expressão de IGF2 em relação aos os demais grupos; baixos níveis de expressão de IGF2 e IGF2R foram observados, respectivamente, em amostras de feto e de cório-alantóide derivadas de animais clonados por TN, quando comparadas aos grupos fertilizados in vivo e in vitro. / Cloning by nuclear transfer is often associated with poor results due to abnormal nuclear reprogramming of somatic cell donor and altered gene expression. The first objective of this study was to evaluate the frequency of DNA methyltranferases (DNMT) 1, 3A and 3B, and the housekeeping glyceraldehyde 3- phosphate dehydrogenase (GAPDH) mRNAs in single bovine blastocysts produced in vivo or in vitro by somatic cell nuclear transfer (SCNT), parthenogenetic activation and in vitro fertilization (IVF). The second objective was to evaluate the expression of DNMTs and imprinted genes IGF2, IGF2R and H19 in chorio-alantois membrane of bovine fetuses produced in vivo or in vitro by SCNT, parthenogenetic activation and IVF, and recovered between days 33 and 36 of gestation. There was strong GAPDH downregulation (P<0.05) in parthenogenetic and cloned by SCNT blastocysts when compared to fertilized ones, and also differences between cloned blastocysts produced with different cell synchronization (G0 or G1) protocol. Regarding DNMTs expression, we did not identify DNMT1 transcrips in SCNT-G0 derived blastocysts, and observed DNMT3B downregulation in SCNT-derived embryos when compared to parthenotes. No differences in DNA methyltransferase relative frequency were seen in chorio-alantois membrane and fetuses. Regarding imprinted genes expression, downregulation of IGF2 in the parthenogenetic group was observed in comparision to all other groups, and also, downregulation of IGF2 and IGF2R in the cloned-derived fetuses and chorio-alantois samples, respectively, were observed comparing to in vivo and in vitro fertilized groups.

A presente pesquisa teve a finalidade de estudar a hematologia de bezerros clonados da raça Nelore, originados por meio da técnica de transferência nuclear de células somáticas (TNCS) por meio da avaliação do quadro eritrocitário, da dinâmica dos tipos de hemoglobina e do metabolismo do ferro destes animais durante o primeiro mês de vida. O delineamento experimental envolveu a colheita de 260 amostras de sangue e soro sanguíneo de 20 bezerros distribuídas nos seguintes momentos: imediatamente após o nascimento, 12 horas após o nascimento, 1 dia de vida, 2 , 3 , 4, 5, 7, 10, 15, 20 e 30 dias de vida. Os animais foram divididos em quatro grupos experimentais: 12 bezerros obtidos por meio da técnica de TNCS pelos laboratórios A e 8, 4 por meio de fertilização in vitro (FIV) e 4 por monta natural (MN). A ocorrência de anemia de grau moderado a grave, do tipo normocítico e normocrômico, foi observada em 100 % (5/5) dos 5 bezerros clonados pelo Laboratório A, enquanto a incidência nos bezerros clonados pelo Laboratório B foi igual a 14,2 % (1/7), nos bezerros obtidos por fertilização in vitro foi igual 50,0 % (2/4) e em bezerros obtidos por monta natural foi igual a 50,0 % (2/4). A avaliação do eritrograma dos bezerros cio nados pelo Laboratório A evidenciou que a anemia instalou-se gradualmente a partir das 12 horas de vida atingindo ao final da primeira semana, a, sua intensidade máxima, sendo observada a recuperação gradativa dos valores eritrograma a partir do 15°dia de vida. Os valores médios obtidos para o eritrograma dos bezerros clonados do Laboratório A no 7º dia de vida foram os seguintes: Hemácias - 4,33X106/mm3-; Volume Globular - 23 %, Taxa de Hemoglobina - 7,25 g/dL; VCM - 52,89 µ3-; HCM - 16,65 pg; CHCM - 31,47%. A anemia observada nos bezerros clonados pelo Laboratório A era de origem ferropriva, pois se evidenciou nesses animais uma significativa diminuição dos teores séricos de ferro associada à diminuição do índice de saturação da transferrina (1ST), enquanto os valores da capacidade total de ligação do ferro (CTLF) não sofreram influência durante o período. Os valores médios obtidos para o metabolismo de ferro dos bezerros clonados pelo Laboratório A no 7º dia de vida foram os seguintes: teores séricos de ferro - 47,35 mg/dL; capacidade total de ligação de ferro - 455,90 mg/dL, índice de saturação da transferrina - 9,64%. Durante o estudo dos tipos de hemoglobinas, utilizando-se técnica de eletroforese foram identificados três fenótipos de hemoblogina adulta (Hb-A; Hb-B e Hb-AB) e a presença de hemoglobina fetal (Hb-F), não sendo observadas anomalias que pudessem sugerir a ocorrência de hemoglobinopatias hereditárias e/ ou congênitas. Verificou-se que as taxas de Hb-A, nos clones com fenótipo Hb-AB e Hb-A, permaneceram estáveis durante todo o período experimental, enquanto nos bezerros obtidos por fertilização in vitro ou monta natural com os mesmos fenótipos (Hb-A e Hb-AB) observou-se a partir de 120 horas de vida um gradativo aumento das taxas de Hb-A. Durante a avaliação da dinâmica da hemoglobina do tipo fetal (Hb-F) no primeiro mês de vida observou-se, que todos os grupos animais apresentaram comportamento similar, caracterizado por sua diminuição com o desenvolvimento etário. / The present work aimed to study the hematology of cloned Nelore calves produced using the technique of somatic cell nuclear transfer (SCNT), by evaluating erythrocyte parameters, hemoglobin dynamics, and iron metabolism in the animals during the first month after birth. The experimental design included the collection of 260 blood and blood serum samples from 20 calves in the following times: immediately after birth, 12 hours after birth, 1st of life, 2nd, 3rd, 4th, 5th, 7th, 20th and 30th day of life. The animals were classified in four experimental groups: 12 calves produced, using SCNT for two commercial laboratories (laboratory A=5 calves and laboratory B= 7 calves), four calves produced by in vitro fertilization (IVF) and four calves produced by natural mating (NM). Mild to severe normocytic and normochromic anemia was observed in 100% (5/5) cloned calves from laboratory A, and 14.2% (117) cloned calves from laboratory B. In both IVF and NM calves, anemia was observed in 50% (214) of the calves. Erytrogram evaluation of cloned calves from laboratory A showed that anemia developed gradually from 12 hours after birth, was most intense at the end of the first week, and then erytrogram normal values were recovered after the 15th day of life. Mean values for the laboratory A cloned calves erytrogram in the 7th day of life were the following: Red cells 4033X106/mm3, hematocrit 23%, hemoglobin 7.25g/dL, MCV 52.89µ3-; MCH 16.65, MCHC 31.47%. Anemia observed in cloned calves from laboratory A was caused by iron deficiency, since a significant decrease in iron se rum levels together with a decrease in transferrin saturation index (TSI) was confirmed. At the same time, Total iron-binding capacity (TIBC) was not changed in this period of time. Mean iron metabolism values for cloned calves from laboratory A were the following: serum iron amount: 47,35mg/dL, TIBC 455,90 mg/dL and TSI 9,64%. Hemoglobin identification by eletrophoresis identified three adult hemolglobin phenotypes (A-Hb; B-Hb e AB-Hb) and the fetal hemoglobin (F-HB), and there was no sign of hereditary hemoglobin disorders were observed. The rate of A-Hb in cloned calves with A-Hb and AB-Hb phenotypes was maintained during the experimental period. Nonetheless, for the IVF calves with the same phenotypes (A-Hb and AB-Hb) a constant increase in the A-Hb was noticed. For the evaluation of F-Hb dynamics in the first month of life, results showed similar pattern, characterized by its decrease with age.

Células cultivadas por longos períodos acumulam alterações genéticas e epigenéticas que resultam frequentemente em uma inapropriada reprogramação nuclear de embriões submetidos à transferência nuclear a partir de células somáticas (TNCS). Além disso, a variável sexo é um fator limitante na produção de blastocistos e na competência de desenvolvimento pós-implantação de embriões produzidos in vitro. Desta maneira, o objetivo deste trabalho foi estudar o efeito do número da passagem nos experimentos de transferência nuclear, bem como, avaliar o efeito do sexo no desenvolvimento in vitro e no potencial pós-implantação destes embriões. Para tanto, oócitos derivados de matadouro foram enucleados e reconstruídos com células somáticas de animal adulto a partir de 18 horas pós-maturação. Após a fusão (dois pulsos de 2,25 kv/cm durante 65 µseg) e ativação química (ionomicina - 5,0 µM durante 5 minutos e 6-DMAP - 2,0 mM durante 3 horas), os zigotos reconstituídos com núcleo de célula somática foram cultivados em CR2 com monocamada de células da granulosa a 38,8ºC, em atmosfera umidificada e 5% de CO2 em ar durante 7 dias. Os resultados foram analisados utilizando o teste Qui-quadrado (X2). No cultivo in vitro, embriões reconstruídos com células em passagens tardias apresentaram menores taxas de clivagem, 8 células e desenvolvimento a blastocisto (p < 0,05). Embriões reconstruídos com células em passagens iniciais apresentaram maior competência em formar um blastocisto (16% versus 14% - intermediárias e 7% - tardias; p < 0,05). Apesar dos embriões reconstruídos com células em passagens tardias apresentarem resultados semelhantes de prenhez aos 30 dias (35% versus 27% - iniciais e 26% - intermediárias), não foram competentes para o desenvolvimento de uma gestação a termo (0% versus 34% - iniciais e 25% - intermediárias). Além de não apresentarem diferenças nas taxas de desenvolvimento a termo, neonatos produzidos com células em passagens iniciais e intermediárias apresentaram taxas equivalentes de sobrevivência (50% vs 57%, respectivamente). Em relação ao sexo, embora maior taxa de clivagem tenha sido observada para fêmeas (78% vs 74%; p < 0,05), embriões machos foram mais competentes no desenvolvimento a blastocisto (16% vs 14,5%; p < 0,05). As taxas de prenhez, desenvolvimento a termo e sobrevivência foram semelhantes entre os gêneros. Entretanto, fêmeas apresentaram maior taxa de aborto entre 90 e 120 dias de gestação (p < 0,05). Em conclusão, estes resultados indicam que células doadoras de núcleos cultivados por um longo período dificultam a produção de blastocistos e aumentam as chances de perdas durante a gestação. Também foi possível concluir que embriões clonados do gênero masculino apresentam maior competência para desenvolver a blastocisto e suportar uma gestação a temo. / Cells cultured for long-term periods accumulate genetic and epigenetic modifications that result in improper nuclear reprogramming of somatic cell nuclear transfer (SCNT) embryos. Furthermore, the sex may be a limiting factor in blastocysts production and in post-implantation developmental competence. Therefore, the objective of this study was to determine the effect of the passage number for SCNT, and to evaluate the effect of sex on in vitro development and on post-implantational competence of these embryos. Oocytes obtained from slaughtered cows were enucleated and reconstructed by TNCS from an adult animal at 18 hours of in vitro maturation. After fusion (two 2.25 kv/cm DC pulses for 65 µsec) and chemical activation (5.0 µM ionomycin for 5 min followed by 2.0 mM 6-DMAP for 3 hours), the reconstructed zygotes were cultured in CR2 on a granulosa cell monolayer at 38.8ºC in a humidified atmosphere of 5% CO2 in air for 7 days. Data were analyzed using Chi Square analysis. Reconstructed embryos with cells on late passages showed lower rates for cleavage, 8 cells embryos and blastocyst formation (p < 0.05). Reconstructed embryos with cells on early passages showed higher competence to blastocyst formation (16% versus 14% - intermediate and 7% - late; p < 0.05). Although reconstructed embryos with cells on late passages showed similar results for pregnancy on day 30 (35% versus 27% - early and 26% - intermediate), they were not competent to develop to term. Calving rates and perinatal survival (PNS) were similar when comparing early and intermediate passages (34% vs 25% and 50% vs 57%, respectively). Regarding sex, although cleavage rates were higher for female embryos (78% vs 74%; p < 0.05), male embryos were more competent for blastocyst formation (16% vs 14.5%; p < 0.05). The pregnancy rate, development to term and PNS were similar between gender, however, female embryos showed higher rates of abortion between day 90 and 120. In conclusion, these results indicate that long-term culture of donor cells decrease blastocyst formation and increase the chances of failure during pregnancy. Futhermore, cloned male embryos were more competent to form a blastocyst and had lower rates of abortion.

O sucesso da gestação, e nascimento da prole saudável, depende da adequada formação, desenvolvimento e funcionamento da placenta. Entretanto, são observadas altas perdas durante o primeiro terço da gestação de embriões bovinos produzidos por transferência de núcleo de célula somática (TNCS), principalmente causadas por alterações placentárias, decorrentes da incompleta reprogramação epigenética no desenvolvimento embrionário. Normalmente, após a fecundação, o DNA paterno é desmetilado durante as primeiras horas do desenvolvimento, enquanto o DNA materno é desmetilado de forma passiva. Entretanto nos embriões TNCS a desmetilação do DNA é tardia e incompleta, resultando numa alteração do padrão epigenético, principalmente nos níveis de metilação (5mC) e hidroximetilação (5hmC) do DNA e nas histonas. Além disso, na gestação TNCS há expressão precoce das moléculas do complexo de histocompatibilidade principal de classe I (MHC-I), associada ao aumento de infiltrados inflamatórios na placenta e à rejeição imunológica ao feto. O objetivo desse trabalho foi de verificar, na placenta bovina TNCS e controle, os níveis globais de 5mC e 5hmC, e de algumas modificações de histonas importantes na formação do trofectoderma ou por serem modificações clássicas, além de imunolocalizar moléculas de MHC-I. Para tanto foram utilizadas amostras de placentônio TNCS no primeiro (n = 5) e terceiro (n = 6) terço gestacional; e como controle, placentônios com controle no primeiro (n = 6) e terceiro (n = 6). Foram realizadas reações de imunohistoquímica para modificações no DNA (5mC, 5hmC) e nas histonas (H3K4me3, H3K27me3, H3K9ac, H3K9me2/3) e para MHC-I (Qa-2 e IL-A88); além de reações de PCR quantitativo para enzimas responsáveis pelas modificações no DNA (DNMT1, TET1, TET3), para alguns genes relacionados com o desenvolvimento da placenta (PAG9, PHDLA2, SNRPN e TSSC4) e para isoformas de MHC-I (NC1-4 e JSP-1). Houve aumento dos níveis globais de metilação, e diminuição de hidroximetilação, na placenta TNCS durante o primeiro trimestre gestacional. Os níveis de H3K4me3 foram estáveis na placenta controle e crescentes na placenta TNCS, enquanto que a H3K27me3 decresceu na placenta controle e foi estável na placenta TNCS. Na placenta TNCS, aos 60 dias, foram observados os menores níveis globais H3K9ac, porém H3K9me2/3 não diferiram entre as idades e tipos gestacionais estudados. Foi identificado MHC-I no trofoblasto do placentônio bovino nas idades analisadas, com variações de intensidade dependendo da isoforma detectada, além de que a placenta controle e a TNCS apresentam padrões diferentes na expressão de MHC-I. De modo geral, o menores níveis de metilação do DNA encontrados na placenta TNCS aos 60 dias de gestação, indica ser um mecanismo compensatório para ativar a expressão gênica. Visto que a as modificações de histona levam a um estado repressivo da expressão gênica, já que a bivalência entre H3K4me3 e H3K27me3 e os níveis de H3K9ac estão diminuídos. Ainda na placenta TNCS aos 60 dias, há uma alta expressão de MHC-I, levando a resposta imune do sistema materno contra os tecidos fetais. Portanto vários eventos são presentes e parecem contribuir para instabilidade da gestação inicial em clones, coincidindo com a alta taxa de perdas gestacionais nessa fase / Pregnancy success depends of adequate placental formation, development and function. Therefore, the highest loses rates are found during first trimester pregnancies of bovine embryos produced by somatic cell nuclear transfer (NT), majorly by placental alterations, due to incomplete epigenetic reprogramming during embrionary development. Normally, after fecundation, paternal DNA is actively demethylated at first hours of development; where as maternal DNA is passively demethylated. However in NT embryos the DNA demethylation is late and incomplete, resulting in changes of epigenetic patterns, majorly in methylation (5mC), hydroxymethylation (5hmC) and histone levels. Furthermore, in NT pregnancy there is premature expression of class I major histocompatibility complex (MHC-I), associated with inflammatory infiltrates increases and immunological rejection against fetus. The aim of this work was to evaluate global levels of 5mC, 5hmC and some posttranslational histone modifications and MHC-I molecules expression of bovine placenta in NT and control models. For this, NT and control bovine placentome were collected at first (n = 6) and third (n = 6) trimester of pregnancy. Immunohistochemistry reactions were performed to assay DNA methylation (5mC) and (5hmC) and posttranslational histone modifications (H3K4me3, H3K27me3, H3K9ac, H3K9me2/3) and MHC-I molecules (Qa-2 e IL-A88). Quantitative PCR reactions were performed to evaluate the expression of DNA modifications related enzymes (DNMT1, TET1 and TET2), MHC-I classical (JSP-1) and non-classical (NC1-4) isoforms, and imprinted genes expression (SNRPN, TSSC4 and PHDLA2). In the NT placenta there was an increase in the global methylation and decreased hydromethylation level at first trimester. Levels of H3K4me3 were constant at control placenta while increased in NT placenta. For H3K27me3, the levels decreased in control placenta and were stable at NT counterparts. At 60 days of pregnancy in NT placenta, were observed low levels of global H3K9ac, but no differences of H3K9me2/3 levels were found between pregnancy ages or type. We identified MHC-I at bovine placentomal trophoblast in all ages analyzed, with intensity variation of different isoforms. In general, low levels of DNA methylation at day 60 of pregnancy of TNCS placenta, indicates a compensatory mechanism to active genic expression. Since histone modifications, in this period, leads to repressive status, because bivalence of H3K4me3 and H3K27me3 and levels of H3K9ac were diminished. Also at day 60 of pregnancy of TNCS placenta, MHC-I is highly expressed and leads to maternal immune response against fetus tissue. In conclusion, several events are present and apparently contribute to early clone pregnancy instability, coinciding with high pregnancy losses in that phase

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2015-12-02T18:48:24Z No. of bitstreams: 1 natanachavesrabelo.pdf: 1986585 bytes, checksum: 916ff1701b2aae3c4a92119e278425b5 (MD5) / Rejected by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br), reason: Título: somente primeira letra da primeira palavra em maiúsculo e nomes próprios também. Palavras-chave: acrescentar uma em cada linha (não precisa colocar ponto e nem vírgula no final) on 2015-12-03T11:57:13Z (GMT) / Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2015-12-03T12:40:30Z No. of bitstreams: 1 natanachavesrabelo.pdf: 1986585 bytes, checksum: 916ff1701b2aae3c4a92119e278425b5 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2015-12-03T13:57:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 natanachavesrabelo.pdf: 1986585 bytes, checksum: 916ff1701b2aae3c4a92119e278425b5 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-03T13:57:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 natanachavesrabelo.pdf: 1986585 bytes, checksum: 916ff1701b2aae3c4a92119e278425b5 (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / Erros na reprogramação epigenética no embrião reconstruído pela técnica de Transferência Nuclear de Célula Somática (TNCS) reduzem sua taxa de sucesso. A sincronização do ciclo do oócito receptor com o da célula doadora foi descrito como um dos principais fatores que contribuem para uma reprogramação adequada. Extratos da planta Azadirachta indica A. Juss (Nim) demonstraram potencial para inibir o ciclo de células cancerígenas e o crescimento de tumores, o que levou a hipótese de que ele pode ser efetivo, também, em células somáticas doadoras de núcleo para a clonagem. O presente trabalho teve por objetivo avaliar os efeitos de extratos de Nim sobre o ciclo de fibroblastos bovinos, bem como verificar se tais tratamentos diminuem a viabilidade das células ou alteram a expressão de genes de estresse e apoptose. Foram testadas quatro concentrações (50, 100, 200 e 300 oso, etanólico e hexânico, por 12 ou 24 horas de exposição, utilizando um controle positivo (soroprivação) e um controle com do ciclo e a reversibilidade foram analisadas por Citometria de Fluxo, a expressão dos genes HSP70.1A, HSBP1, HSP27.P1, BAX, BCL-2 e WNT5A avaliada por PCR em tempo real e a viabilidade celular por Azul de Tripan. Os resultados foram submetidos à ANOVA e as médias comparadas pelo teste de Student Newman Keuls, com valores de P<0,05 considerados significativos. Os tratamentos de 100 e os únicos capazes de sincronizar o ciclo das células em G0/G1 de forma reversível (88,59 ± 0,26% e 88,36 ± 0,32%, respectivamente), quando comparadas ao controle com mL (81,89 ± 0,43%), apresentando redução de células em G0/G1 dentro das 12 horas seguintes à exposição ao extrato. Apenas para estes tratamentos, portanto, foi realizada a análise de viabilidade celular e expressão gênica. Para o grupo de fibroblastos tratados com houve redução da viabilidade (50,16 ± 2,76%) em relação aos demais, que foram semelhantes (P>0,05) entre si. Para os dois tratamentos correu sub-expressão da maior parte dos genes, com exceção de HSP27 HSP70 mL, quando estes foram comparados ao controle com . Com isso, conclui-se que, dentre os tratamentos testados, o melhor seria o extrato etanólico, a . Portanto, este tratamento tem potencial para ser testado na produção de embriões pela técnica de TNCS e contribuir para melhorar sua eficiência. / Errors in epigenetic reprogramming in reconstructed embryos by technique Somatic Cell Nuclear Transfer (SCNT) reduce your success rate. The synchronization of the receiver oocyte cycle with the donor cell was described as one of the main factors that contribute to an appropriate reprogramming. Extracts of Azadirachta indica A. Juss (Neem) have demonstrated potential to inhibit the cell cycle of cancerigens cells and growth of tumors, which led to the hypothesis that it may be effective also in nucleus donor somatic cell for cloning. This study aimed to evaluate the effects of Neem extracts on cell cycle of bovine fibroblasts and verify if these treatments reduce the viability of cells and change the expression of stress and apoptosis genes. Were tested four concentrations (50, 100, 200 and 300 μg/mL) of the aqueous, ethanolic, and hexane extract, by exposure to 12 or 24 hours, using a positive control (inhibition serum starvation) and a control with 0 μg/ml . The inhibition and reversibility of cycle were analyzed by Flow Cytometry, the expression of genes HSP70.1A, HSBP1, HSP27.P1, BAX, BCL-2 and WNT5A evaluated by real-time PCR, and cell viability by Trypan Blue. The results were subjected to analysis of variance and means were compared by the Student Newman Keuls test, with values P<0.05 considered significant. The treatments of 100 and 200 μg/ml of the ethanol extract, for 24 hours of exposure, were able to synchronize the cell cycle in the G0/G1 (88,59 ± 0,26% and 88,36 ± 0,32%, respectively), compared to the control with 0 μg/ml (81.89 ± 0,43%), being the only ones that were reversible, returning to cycle within 12 hours after the removal of extract. Just these treatments, therefore, cell viability and gene expression analysis was performed. For the group of fibroblasts treated with 200 μg/mL was reduced the viability (50,16 ± 2,76%) compared to the others, which were similar (P>0.05) between them. For both treatments ran under expression of most genes, with the exception of HSP27 to 100 μg/mL and HSP70 to 200 μg/mL, when they have been compared to the control with 0 μg/mL. In conclusion, among the treatments tested, the best was the ethanol extract, 100 μg/mL, for 24 hours of exposure. Therefore, this treatment have potential to be tested in the production of embryos by SCNT technique and helping to improve their efficiency.

A reprogramação nuclear de uma célula somática a um estado embrionário tem diversas aplicações, como pesquisas básicas na biologia do desenvolvimento, terapia celular, melhoramento genético em animais de produção e conservação de espécies. As principais técnicas utilizadas para a reprogramação nuclear são a transferência nuclear de células somáticas (TNCS) e a geração de células tronco pluripotente induzidas (iPS). Muitos trabalhos têm mostrado uma baixa eficiência no processo de reprogramação nuclear nas duas técnicas, além disso, modificações epigenéticas tem sido apontada como a principal barreira para uma reprogramação nuclear eficiente. Por esse motivo, medidas como a utilização de células menos diferenciadas e/ou alteração do perfil epigenético das células somáticas podem aumentar a eficiência destas técnicas. Por isso, o objetivo deste trabalho foi investigar a influência de marcas epigenéticas em células bovinas utilizadas na reprogramação nuclear mediada por TNCS ou superexpressão de genes relacionados a pluripotêcia (iPS). Para isso, utilizamos 3 abordagens. Primeiro, analisamos marcações epigenéticas relacionadas ao desenvolvimento embrionário e pluripotência (H3K9me2, H3K9me3, H3K9ac, 5mC e 5hmC) em diferentes tipos celulares, analisamos a expressão gênica de genes responsáveis por essas marcações em células de diferentes tecidos (ex. células tronco mesenquimais (MSC) e fibroblastos) e as utilizamos como doadoras de núcleo na TNCS. Na segunda e a terceira abordagem, utilizamos células com menores níveis de H3K9me2 para a geração de iPS e na TNCS, respectivamente. Além disso, por se mostrar eficiente na TNCS, analisamos o efeito da sincronização do ciclo celular por privação de soro fetal bovino (SFB) na geração de células iPS. Com o intuito de diminuir os níveis de H3K9me2, as células foram tratadas com UNC0638, um inibidor especifico das metiltransferases de histona G9a/GLP. Nossos resultados do primeiro experimento mostraram que as MSC podem ser utilizadas como doadoras de núcleo na TNCS, no entanto, mesmo com algumas diferenças na expressão gênica em relação aos fibroblastos, a produção de blastocistos não foi diferente entre as duas células. No segundo experimento, as células privadas de SFB geraram mais colônias que as células controle, enquanto que as células tratadas não apresentaram diferença. Por último, as células tratadas com o UNC0638 apresentaram um menor nível de metilação no DNA em zigotos em relação às células controle. Os resultados encontrados neste trabalho podem contribuir para o melhor entendimento dos mecanismos epigenéticos envolvidos na reprogramação nuclear de bovinos / Nuclear reprogramming of somatic cells to embryonic state has several aplications, such as basic research on developmental biology, cell therapy, genetic improvement in livestock animals and preservation of endangered species. The principal techniques utilized to achieve nuclear reprogramming are Somatic Cell Nuclear Transfer (SCNT) and induced pluripotency. Several works has reported low efficiency rates of nuclear reprogramming when these techniques are used to reprogram somatic cells. Moreover, epigenetic modifications acquired during development act as epigenetic barrier to the complete reprogramming process. For this reason, strategies such as use of less differentiated cells and/or modification of epigenetic profile of somatic cells might increase the efficiency these techniques. The objective of this work was investigate the influence of epigenetic marks in bovine cells utilized on nuclear reprogramming experiments mediated by SCNT or induced pluripotency. To investigate it, we used three approaches. First, we analyzed the epigenetic marks related to the embryonic development and pluripotency (e.g H3K9me2, H3K9me3, H3K9ac, 5mC and 5hmC), gene expression of genes involved in these epigenetic marks in different tissues (i.e. mesenchymal stem cells (MSC) and fibroblasts) and their use as nuclear donor cells on SCNT procedure. Regarding the second and the third approach, we utilized cells with reduced levels of H3K9me2 to generate iPS cells and cloned embryos, respectively. Furthermore, since serum starvation has been demonstrated increase SCNT developmental rates, we assessed the effect of cell cycle synchronization mediated by serum starvation on nuclear reprogramming using iPS cells. Aiming decrease the levels of H3K9me2, cells were treated with UNC0638, a chemical probe that works as a specific inhibitor of the histone methyltransferases G9a and its counterpartner GLP. Our results showed that MSC are suitable to be used as nuclear donors on SCNT procedures, however, in spite of differences on gene expression comparing with fibroblasts, the embryonic developmental rates were not improved. On the second experiment, cells privated of fetal calf serum produced more iPS cells colonies than control cells, whereas cells treated with UNC did not show differences when compared with untreated cells. Lastly, UNC treated donor cells treated produced cloned zygotes with lower levels of DNA methylation compared to zygotes derivated from untreated cells. The results presented here will contribute to the better understanding of the epigenetic mechanisms involved on bovine nuclear reprogramming

Les cellules souches pluripotentes sont capables de donner naissance à tous les types cellulaires constituant un organisme, ce qui leur confère un fort intérêt thérapeutique. A partir de l’embryon de souris on peut en dériver deux types : les cellules souches embryonnaires (ES) au stade blastocyste et les cellules souches d’épiblaste (EpiSC) au stade œuf cylindre. Ces deux types de cellules partagent leurs propriétés pluripotentes mais se distinguent par de nombreux aspects comme leurs conditions de culture et les gènes qu’elles expriment. Nous avons montré que la reprogrammation par clonage par transfert de noyau permet d’obtenir des EpiSC présentant un méthylome et un transcriptome similaires à ceux des EpiSC issues d’embryons après fécondation. Nous avons également caractérisé le profil de méthylation de l’ADN des EpiSC, et montré une tendance à l’hyperméthylation des promoteurs des EpiSC par-rapport aux cellules ES et à l’épiblaste. De plus, l’absence de méthylation empêche la conversion des cellules ES en EpiSC. Les EpiSC semblent donc dépendre fortement de la méthylation de l’ADN pour réguler l’expression de leurs gènes, ce qui les distingue des cellules ES. / Pluripotent stem cells are of great therapeutic interest because of their capability to give rise to all the cells composing an organism. We can derive two types of these stem cells from the mouse embryo: embryonic stem cells (ESCs) from the blastocyst and epiblast stem cells (EpiSCs) from the egg cylinder stage. These two cell types share their pluripotent properties but are distinct on several features, like their culture conditions and gene expression. We showed that reprogramming using cloning by nuclear transfer allows the obtention of EpiSCs with a methylome and a transcriptome similar to those of EpiSCs derived from embryo after fertilisation. We also characterised the DNA methylation pattern of EpiSCs and showed their tendency to present a hypermethylation at their promoters compared to ESCs and epiblast. We also observed that the absence of DNA methylation blocks the conversion of ESCs into EpiSCs. As a conclusion, it seems that EpiSCs are strongly dependant of DNA methylation to regulate gene expression, which distinguishes them from ESCs.