A produção in vitro (PIV) de embriões bovinos é uma das biotécnicas de reprodução que mais evoluíram nas últimas duas décadas. No Brasil, a associação com a técnica de aspiração folicular guiada por ultra-som determinou uma significativa disseminação do uso comercial da PIV. A produção em larga escala de embriões PIV associada à dificuldade em criopreservá-los, determinou que um número significativo desses embriões passasse a ser descartado nas atividades de campo, gerando prejuízos aos produtores e técnicos envolvidos no processo. Os experimentos realizados no âmbito desta tese tiveram como objetivo identificar e propor soluções para um aproveitamento mais eficiente dos ovócitos e embriões PIV. Em virtude da qualidade dos embriões poder ser influenciada pelo sistema de produção in vitro, foi realizado um experimento (Capítulo 1) para determinar a capacidade dos embriões derivados de dois sistemas de PIV em resistir à vitrificação. Entretanto, nas condições testadas, não foram verificadas influências significativas do efeito do sistema de PIV. No segundo experimento (Capítulo 2), buscou-se identificar a influência da solução crioprotetora sobre a taxa de sobrevivência embrionária in vitro e in vivo. Os resultados obtidos revelaram um efeito significativo da solução de vitrificação sobre a sobrevivência in vitro, por outro lado as taxas de prenhez foram semelhantes. Estes resultados também comprovaram a viabilidade do método de transferência direta desenvolvido neste experimento. Finalmente, em um terceiro grupo de experimentos (Capítulo 3), foi determinada a viabilidade da vitrificação de ovócitos imaturos usando duas estratégias de resfriamento. Não foram observadas diferenças entre os tratamentos. Entretanto, a obtenção de produtos nascidos de embriões vitrificados, derivados de ovócitos imaturos vitrificados, confirma a viabilidade de criopreservação desses ovócitos como alternativa para programação das atividades de PIV. / The in vitro production (IVP) of bovine embryos has achieved an important development during the last two decades. In Brazil the large scale use of the follicular aspiration guided by ultrasonography has determined a significant improvement in the in vitro embryo production as a commercial tool. The difficulties to cryopreserve bovine oocytes and IVP embryos are at the moment the greatest barrier impairing the efficient application of this reproductive biotechnology which results in the disposal of large numbers of bovine IVP embryos. Considering these factors, this Thesis aimed to highlight new approaches to reduce embryo disposal and improve the pregnancies rates after the cryopreservation of bovine immature oocytes and IVP blastocysts. The first experiment (Chapter 1) was designed to observe the cryotolorance of embryos produced by two different IVP systems. The tested in-vitro systems did not show differences in the cryotolerance by in vitro production system. A second experiment (Chapter 2), was carried out to determine in vitro and in vivo embryo survival rates of IVP blastocysts cryopreserved using different vitrifications solutions. The results showed a significant vitrification solution effect on in vitro survival, however, when in vivo, the pregnancy rates were not different. This experiment also verified the feasibility of the direct transfer method for vitrified embryos. Finally, in a third experiment (Chapter 3) the viability of the vitrification of immature oocytes was determined using two cooling strategies. Differences among the treatments were not observed. However, calves born from the transfer of vitrified embryos, derived from vitrified immature oocytes, highlighted that the increase in cryopreservation efficiency of immature oocytes may be an important alternative to improve the IVP commercial application.

O óxido nítrico (NO) é um mensageiro químico detectado em vários tipos celulares como células endoteliais, neurônios e macrófagos, desempenhando também funções variadas como vasodilatação, neurotransmissão e indução de morte celular. O NO é gerado pela atividade da enzima óxido nítrico sintase (NOS), a qual foi detectada em vários órgãos incluindo 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 possível papel desse sistema em oócitos da espécie bovina. O presente estudo teve por objetivo investigar a importância do sistema NOS/NO na maturação in vitro (MIV) de oócitos bovinos. Para isso, foram avaliados os efeitos da inibição da NOS durante a MIV na presença de concentrações crescentes do inibidor de NOS (L-NAME, 0-1mM) e do aumento do NO durante a MIV na presença de concentrações crescentes do doador de NO (SNAP, 0-1mM) sobre a taxa de maturação (metáfase II) e formação de blastocistos após a fecundação in vitro. Também foi avaliado o efeito da pré-maturação com butirolactona (10µM BLI), seguida de MIV, na presença ou não de doador ou inibidor de NO em cada fase de cultivo, sobre o desenvolvimento de blastocistos. Após 22h de MIV os grupos tratados com L-NAME apresentaram uma taxa de metáfase II (MII) inferior (~80%, P<0,05) ao controle (95,5%). A taxa de blastocisto foi similar entre os grupos (34 a 41,5%, P>0,05). Apenas 7,2% (P<0,05) dos oócitos maturados com a maior concentração de SNAP (10-3M), atingiram o estádio de MII. Os demais tratamentos (71,6; 72,4 e 54,8% para controle, 10-7 e 10-5M, respectivamente) não diferiram entre si (P>0,05). Altos níveis de SNAP (10-3M) bloquearam o desenvolvimento embrionário, enquanto os demais tratamentos apresentaram cerca de 38% de blastocistos (P>0,05). As taxas de blastocistos (26,3 a 34,1%) e de eclosão (14,8 a 22,0%) adicionando ou não L-NAME em baixa concentração (10-7M) durante a pré-maturação, a maturação ou ambas as fases foram similares (P>0,05). Também não houve diferença (P>0,05) na taxa de blastocistos (25,5 a 39,7%) com a adição ou não de baixa concentração de SNAP (10-7M) durante a pré-maturação, a maturação ou ambas as fases. O grupo com SNAP (10-7M) na pré-maturação e MIV superou a taxa de eclosão (27,5%, P<0,05) dos demais grupos que tiveram SNAP adicionado somente no bloqueio, na MIV ou sem adição de SNAP (14,2 a 18,6 %, P>0,05). Esses resultados exibiram o duplo efeito do NO sobre oócitos bovinos, que tiveram a maturação reduzida com a inibição da síntese de NO e a maturação nuclear e citoplasmática bloqueadas pelo excesso de NO. / Nitric oxide (NO) is a chemical messenger detected in several cell types such as endothelial cells, neurons and macrophages, performing also varied functions as vasodilatation, neurotransmission and induction of cell death. NO is generated by the activity of the enzyme nitric oxide synthase (NOS), which has been detected in several organs including the reproductive system. 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. The present study aimed to investigate the importance of the NOS/NO system on in vitro maturation (IVM) of bovine oocytes. The effects of NOS inhibition during IVM in the presence of increasing concentrations of NOS inhibitor (L-NAME, 0-1mM) and of the increase in NO during IVM with the NO donor SNAP (0-1mM) on maturation rates (metaphase II) and on blastocyst development after in vitro fertilization were assessed. The effect of prematuration with butyrolactone I (10µM BLI) followed by IVM, in the presence or not of NO inhibitor or donor in each culture period on blastocyst development was also investigated. After 22h IVM, L-NAME treated groups showed a lower (~80%, P<0.05) metaphase II (MII) rate when compared with controls (95.5%). Blastocyst rates were similar among all groups (34 to 41.5%, P>0.05). Only 7.2% (P<0.05) of oocytes matured with the highest SNAP concentration (10-3M) reached MII. The other treatments (71.6; 72.4 and 54.8% for control, 10-7 and 10-5M, respectively) were similar among them (P>0.05). High SNAP concentration (10-3M) blocked blastocyst development, while the other treatments presented about 38% blastocyst rates (P<0.05). Blastocyst (26.3 to 34.1%) and hatching rates (14.8 and 22.0%) were similar (P>0.05) when low L-NAME concentration (10-7M) was added or not during prematuration, maturation or both. Blastocyst rates (25.5 to 39.7%) were also similar (P>0.05) whether SNAP (10-7M) was added or not during prematuration, IVM or both. When low concentration of SNAP (10-7M) was added during both prematuration and IVM, hatching rates were increased (27.5%, P<0.05) when compared with oocytes cultured in the presence of SNAP only during prematuration or IVM or without it (14.2 to 18.6 %, P>0.05). These results shoe the dual effect of NO on bovine oocytes, which had maturation rates decreased when NO synthesis was inhibited and nuclear maturation and blastocyst development were blocked by excess NO.

O óxido nítrico (NO) é um mensageiro químico gerado pela atividade da enzima óxido nítrico sintase (NOS) a qual foi detectada em vários órgãos incluídos os do sistema reprodutor e parece estar envolvido na maturação oocitária. No entanto, 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 nos níveis de outro nucleotídeo (AMPc) via fosfodiesterases (PDE). O AMPc é um importante elemento da via de sinalização do FSH nos complexos cumulus-oócitos e no controle da maturação oocitária. O objetivo do presente projeto foi investigar a influência do FSH na via do NOS/NO e seus componentes em oócitos bovinos maturados in vitro e o envolvimento das células do cumulus (CC) na via de sinalização. Para tanto, complexos cumulus-oócito (CCO) e oócitos desnudos (OD - maturados sem células do cumulus) foram maturados in vitro por 24h na presença ou ausência de FSH. As amostras foram avaliadas quanto a: 1) taxa da maturação nuclear; 2) níveis de produção de NO; 3) níveis de AMPc e GMPc; 4) abundância relativa de RNAm de NOS2, PDE5A, PDE6C, PKG1, PKG2, ADCY6, ADCY9, PDE3A e PKA1. O FSH, na concentração de 0,05UI/mL, estimulou positivamente a maturação nuclear em CCO e OD, com 80,6 e 89% de oócitos maturados, respectivamente. Quando comparados diretamente os grupos CCO e OD, o FSH não influenciou as taxas de maturação (71 e 71,3%, p>0,05), nem os níveis de produção de NO (12,8 e 7,4 µM/mL, p>0,05). Os níveis de GMPc em CCO aumentaram após 1 e 3 h de MIV na presença de FSH (266,3 e 187,2 pmol/pool com FSH e 240,5 e 168,5 pmol/pool sem FSH, respectivamente, p<0,05). Após 6 h os níveis de GMPc declinaram de forma mais acentuada no grupo sem FSH (46,3 e 106,9 pmol/pool, com e sem FSH, respectivamente, p<0,05). Os níveis de AMPc em CCO também foram mais elevados na presença de FSH à 1 e 3 h de MIV (7,60 e 7,81 pmol/pool, respectivamente) em comparação com CCO maturados sem FSH (0.30 e 0,76 pmol/pool, respectivamente, p<0,05). Após 6h, os níveis declinaram e foram similares para ambos os grupos (0,43 pmol/pool, p>0,05). Em relação à expressão dos genes selecionados, todos foram detectados nos oócitos (CCO e OD), porém, em células do cumulus, foram detectados apenas PDE5A, ADCY6, ADCY9 e PKA1. Quando observados os resultados do grupo CCO, apenas os genes PKG1, ADCY6 e PDE3A sofreram influência do FSH (p<0,05), apresentando um aumento destes transcritos. No grupo OD, apenas o gene PKG1 sofreu influência do FSH, também apresentando um aumento destes transcritos (p<0,05). Em células do cumulus, os genes ADCY6 e ADCY9 sofreram influência do FSH, sendo que para a ADCY6 provocou um aumentos destes transcritos, e para a ADCY9 provocou uma queda dos mesmos (p<0,05). Em conclusão, o FSH pode exercer influência positiva na maturação nuclear de oócitos bovinos, agindo sobre os níveis de GMPc e AMPc, mas não sobre o NO. O FSH pode influenciar a expressão gênica em oócitos e em células do cumulus de bovinos. / Nitric oxide (NO) is a chemical messenger generated by the nitric oxide synthase (NOS) enzyme, which was detected in several organs including the reproductive system and appears too involved in oocyte maturation. However, there are few studies on the role of this system in bovine oocytes. NO is known to act via guanylate cyclase (GC) stimulating the production of the nucleotide cGMP, which in turn is capable of influencing the levels of another nucleotide, cAMP via phosphodiesterases (PDE). cAMP is an important factor in FSH signaling in cumulus-oocyte complexes (COC) for the control of maturation. The aim of the present work was to investigate the influence of FSH on the NOS/NO pathway and its components in bovine oocytes matured in vitro and the involvement of cumulus cells (CC) in the signaling pathway. COC and denuded oocytes (DO - matured without cumulus cells) were matured in vitro for 24 h with or without FSH. Samples were assessed for: 1) maturation rate; 2) levels of NO production; 3) levels of cGMP and cAMP; 4) relative abundance for mRNA of NOS2, PDE5A, PDE6C, PKG1, PKG2, ADCY6, ADCY9, PDE3A and PKA1. FSH positively stimulated oocyte maturation at 0.05UI/mL concentration for both COC and OD (80.6 and 89% maturation rates, respectively). When COC and OD were compared directly, FSH did not affect maturation rates (71 and 71.3%, p>0.05) nor NO production levels (12,8 and 7,4 µM/mL), p>0.05). cGMP levels increased after 1 and 3 h in vitro maturation (IVM) with FSH (266.3 and 187.2 pmol/pool with FSH and 240.5 and 168.5 pmol/pool without FSH, respectively, p<0.05). After 6 h IVM, cGMP levels in COC declined more in the group cultured with FSH (46.3 and 106.9 pmol/pool, with and without FSH, respectively, p<0.05). cAMP levels in COC were also increased in the presence of FSH at 1 and 3 h IVM (7.60 and 7.81 pmol/pool, respectively) in comparison to COC cultured without the hormone (0.30 and 0.76 pmol/pool, respectively, p<0.05). After 6 h, the levels declined and were similar for both groups (0.43 and 0.02 pmol/pool, p>0.05). Regarding mRNA expression for the selected genes, all of them were detected in oocytes, but only four of them were detected in cumulus cells: PDE5A, ADCY6, ADCY9 and PKA1. For COC only PKG1, ADCY6 and PDE3A were influenced by FSH (p<0.05), with an increase in transcript relative abundance, For DO, only PKG1 was influenced by FSH and also showed an increase in these transcripts (p<0.05). In cumulus cells, ADCY6 and ADCY9 were affected by FSH, with an increase for ADCY6 and a decrease in ADCY9 transcripts (p<0.05). In conclusion, FSH may positively influence nuclear maturation, acting on cGMP and cAMP levels, but not on NO. FSH may also influence gene expression in bovine oocytes and cumulus cells.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:32:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_elisa_caroline_da_silva_santos.pdf: 986483 bytes, checksum: 66da36a6826c54f5bd79701d8e49d914 (MD5) Previous issue date: 2014-02-18 / The production of swine embryos in vitro requires efficient in vitro maturation (IVM), which can be achieved by selection the most competent cumulus-oocyte complexes COC).The Brilliant Cresyl Blue (BCB) dye allows the selection of COC with complete growth by assessing their levels of the G6PDH enzyme. However, there is a possible negative effect of selection with BCB. This effect may be due to its intrinsic toxicity or to factors related to the composition of the media used during the test. This research had the objectives: to determine potential toxicity after exposure to BCB and to evaluate the effect of different medias for BCB staining on the ability to support oocyte development. On the first research, after BCB staining and after IVM, several tests were performed to evaluate the effects of their potential toxicity on mitochondrial activity and functionality: reactive oxygen species (ROS), ATP, mitochondrial membrane potential and the number of copies of mitochondrial DNA. The results showed that oocytes stained with BCB produced high levels of ROS, compared with control immediately after staining and after the IVM. The ATP and mitochondrial membrane potential showed similar results between groups after staining, however, after IVM oocytes BCB showed lower membrane potential and ATP. There was no difference in the number of copies of mtDNA in the evaluated groups. Already, on test of ATP content in early embryos, ATP was lower in BCB oocytes, however, there was no difference statistical. In second study, the most commonly used media, D-PBS, was compared with a more elaborate media for BCB called here: ReproPEL. The COC s submitted to both media were submitted to nuclear and cytoplasmatic maturation, parthenogenetic activation, and to the comet test. The great rates of nuclear IVM (P<0.05) were obtained for DPBS+ (63.1%), ReproPELc (55.1%) and ReproPEL+ (50.2%). The group with smaller area of CG (P<0.05), showing better migration, were ReproPELc, D-PBS+, D-PBS- and ReproPEL+. The parthenogenetic activation indicated that ReproPEL media presented satisfactory capacity of oocyte maintenance, resulting in acceptable rates of development to blastocyst stage: 13.0% for ReproPEL+; and 12.7% for ReproPELc. So, the ReproPEL media can be used for maintenance of swine oocytes, but it was not the most appropriate media for BCB staining. Moreover, after exposure to BCB and after IVM, BCB oocytes presented high toxicity at mitochondrial level, due to increased production of ROS, decreased membrane potential and compromised ATP production. However, the mitochondrial function was restored in early embryonic development. In conclusion, BCB was responsible for toxicity in immature swine oocytes, nevertheless, further studies must be performed to evaluate the changes caused by BCB in the embryonic level. / Para a obtenção de embriões suínos produzidos in vitro faz-se necessário que a maturação in vitro (MIV) ocorra de forma eficiente, o que exige a seleção dos complexos cumulus-oócitos (CCOs) mais competentes. O corante Brilliant Cresyl Blue (BCB) permite selecionar os CCOs que completaram seu crescimento, mediante a avaliação dos níveis da enzima G6PDH. Entretanto, existe um possível efeito nocivo relacionado ao processo de seleção com BCB, o qual pode ser devido a uma toxicidade intrínseca do corante ou aos vários fatores relacionados à composição dos meios para a realização do teste. Desta forma, esta pesquisa teve como objetivos: averiguar a existência de toxicidade após exposição ao BCB e avaliar o efeito de diferentes meios para a coloração com BCB sobre a capacidade de suporte ao desenvolvimento oocitário. Na primeira pesquisa, após a coloração com BCB e após a MIV, vários testes foram realizados para avaliar os efeitos de sua potencial toxicidade sobre a atividade e a funcionalidade mitocondrial: análises de espécies reativas de oxigênio (ROS), ATP, potencial de membrana mitocondrial e número de cópias de DNA mitocondrial. Como resultados, obteve-se que oócitos corados com BCB produziram altos níveis de ROS quando comparados com o controle imediatamente após a coloração e após a MIV. O ATP e potencial de membrana mitocondrial apresentaram resultado similar entre os grupos após a coloração, porém, após a MIV oócitos BCB apresentaram menor potencial de membrana e ATP. Não ocorreu diferença no número de cópias do DNAmt nos grupos avaliados. Já, no teste do conteúdo de ATP em embriões iniciais, o ATP foi inferior em oócitos BCB, porém, não ocorreu diferença significativa. Na segunda pesquisa, comparou-se o meio mais utilizado, D-PBS, com um meio mais elaborado para o BCB, chamado de ReproPEL. Os CCOs submetidos aos dois meios foram submetidos à MIV e avaliados quanto à maturação nuclear e citoplasmática, ativação partenogenética e ao teste cometa. Na MIV nuclear, as maiores taxas de MII (P<0,05) foram obtidas no DPBS+ (63,1%), ReproPELc (55,1%) e ReproPEL+ (50,2%). Quanto à densidade dos GC, os grupos com menor área (P<0,05), evidenciando melhor migração, foram ReproPELc, D-PBS+, D-PBS- e ReproPEL+. A ativação partenogenética demonstrou que o meio ReproPEL possui boa capacidade de manutenção oocitária, possibilitando taxas aceitáveis de desenvolvimento até o estágio de blastocisto: ReproPEL+ (13,0%); e ReproPELc (12,7%). Desta forma, o meio ReproPEL pode ser indicado para a manutenção oocitária, porém não foi o meio mais indicado para o corante BCB. Com relação à toxicidade, após a exposição ao BCB e após a MIV, os oócitos BCB apresentaram alterações em nível mitocondrial, devido ao aumento na produção de ROS, diminuição do potencial de membrana e ao comprometimento da produção de ATP. Porém, a função mitocondrial foi restaurada no início do desenvolvimento embrionário. Com tudo isso, conclui-se que o BCB foi responsável por toxicidade em oócitos suínos imaturos, sendo necessários novos estudos para avaliar as alterações causadas pelo BCB em nível embrionário.

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The aim of the present study was to evaluate the action of angiotensin II (Ang II), insulin-like growth factor-I (IGF-I) and insulin (Ins) on bovine oocyte nuclear and cytoplasmic maturation with follicular cells. Cumulus-oocyte complexes (COCs) were cultured for 22 h with follicular cells and Ang II, IGF-I or Ins. In this experiment, two control groups were used, where the oocytes were cultured with (control with cells) or without (control without cells) follicular cells. Two experiments were performed with these five groups, in the presence or absence of LH and FSH. Only the oocytes cultured in the Ang II group (88.2±1.8 and 90.7±4.3%), respectively without and with LH/FSH) had resumption of meiosis in similar rates than those cultured in the absence of follicular cells (89.7±0.3 and 92.6±2.6; P<0.01). In a second experiment, the action of Ang II and its association with IGF-I or insulin on oocyte meiotic maturation was observed for 7 (germinal vesicle breakdown - GVBD), 12 (metaphase I - MI) and 22 (metaphase II - MII) hours, in a similar experimental design of the previous experiment. The Ang II, Ang II + IGF-I and Ang II + Ins, independent of gonadotrophins, were able to overturns the inhibition of meiotic maturation caused by follicular cells, in the same rates of control group without cells, in the three evaluated period (P<0.01). One last study was performed to investigate the effect of follicular cells, Ang II, IGF-I, Ins and its associations during oocyte maturation on the rate of subsequent embryo development. The oocytes were submitted to maturation similarly to the second experiment for 1 h (1+23 h), 12 h (12+12 h) or 24 h in the presence of follicular cells and its respective treatments + the period to complete 24 h in maturation media. In 1 + 23 h, the cleavage, blastocyst and hatching rates were not different among these five groups. In 12 + 12 h, the oocytes matured in the Ang II + IGF-I group developed into blastocyst (43.8±0.6) and hatching/total oocytes (17.1±1.2) in a higher rates than the others treatments (P<0.05). In 24 h, the association of Ang II + IGF-I improved blastocyst rate in comparison to the others treatments with follicular cells (P<0.05). Also, only in this group hatched blastocysts were obtained after 24 h in the presence of follicular cells. In conclusion, Ang II overturned the inhibitory effect on bovine oocyte nuclear maturation caused by follicular cells, independent of the presence of gonadotrophins, IGF-I and insulin. However, the oocyte cytoplasmic maturation evaluated through embryo development was improved when the Ang II and IGF-I were presents in maturation media with follicular cells for 12 + 12 hours. / O objetivo do presente estudo foi de avaliar a ação da angiotensina II (Ang II), fator-I de crescimento semelhante à insulina (IGF-I) e insulina (Ins) na maturação nuclear e citoplasmática de oócitos bovinos na presença de células foliculares. Os complexos cumulus-oócitos (CCOs) foram cultivados por 22 h na presença de células foliculares e Ang II, IGF-I ou Ins. Nesse experimento, foram utilizados dois grupos controles, onde os oócitos foram cultivados na presença (controle com células) ou na ausência (controle sem células) de células foliculares. Dois experimentos foram realizados com esses cinco grupos, sendo um com e outro sem adição de LH e FSH. Somente os oócitos cultivados no grupo Ang II (88,2±1,8 e 90,7±4,3%, respectivamente sem e com LH/FSH) reiniciaram a meiose em índices similares àqueles cultivados na ausência de células foliculares (89,7±0,3 e 92,6±2,6; P<0,01). Em um segundo experimento, foi avaliada a ação da Ang II e sua associação ao IGF-I ou insulina na maturação de oócitos por 7 (rompimento da vesícula germinativa - RVG), 12 (metáfase I - MI) e 22 (metáfase II - MII) horas, em um delineamento similar ao do experimento anterior. A Ang II, Ang II + IGF-I e Ang II + Ins, independente de gonadotrofinas, foram capazes de reverter a inibição da maturação causada pelas células foliculares, nos mesmos níveis do grupo controle sem células (P<0,01), nos três horários estudados. Um último experimento foi realizado para avaliar o efeito das células foliculares, Ang II, IGF-I, Ins e suas associações durante a maturação de oócitos sobre o índice de desenvolvimento embrionário subseqüente. Os oócitos foram maturados em grupos similares aos do segundo experimento por 1 h (1+23 h), 12 h (12+12 h) ou 24 h na presença de células foliculares e seus respectivos tratamentos + o período para completar 24 h em meio de maturação. Em 1 + 23 h, não houve diferença nos resultados de clivagem, blastocistos e eclosão entre os cinco grupos. No sistema 12 + 12 h, os oócitos no grupo Ang II + IGF-I atingiram índices de blastocistos (43,8±0,6) e eclosão/total de oócitos (17,1±1,2) superiores aos outros tratamentos (P<0,05). Em 24 h, a associação de Ang II + IGF-I obteve maiores índices de blastocistos em comparação aos demais tratamentos contendo células foliculares (P<0,05). Somente nesse grupo foram obtidos blastocistos eclodidos após 24 h na presença de células foliculares. Em conclusão, a Ang II reverte o efeito inibitório da maturação nuclear de oócitos bovinos causado pelas células foliculares, independente da presença de gonadotrofinas, IGF-I e insulina. No entanto, a capacitação oocitária, medida pelo desenvolvimento embrionário, é superior quando a Ang II e IGF-I estão presentes em meios contendo células foliculares em cultivos de 12 + 12 horas.

Made available in DSpace on 2016-05-02T13:54:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TatimaraMariaMiyauchi-dissertacao.pdf: 241249 bytes, checksum: 31d06c5c53ccc213a1ec299452cee268 (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / Efficiency of in vitro bovine embryo production has been affected by low quantity and quality of recovered oocytes from ultrasound-guided follicular aspiration (OPU). The objective of this study was to evaluate the effect of different synchronization of follicular wave protocols in the production of oocytes and embryos in vitro, of Bos taurus taurus and Bos taurus indicus and heifers. We used three hundred forty-four results of follicular aspiration. The management regime was semi- confinement of animals with positive energy balance ten days prior to the aspirations. Animals were randomly distributed in the following treatments: TI or control (N=81) - OPU independent of estrous cycle with no previous hormone treatment; TII (N=97) - Estradiol benzoate (3mg), four days before OPU; TIII (N= 97) - Estradiol benzoate (3mg), insertion of subcutaneous implant of Norgestomed and application of D-Chloprostenol Sodium (0.150 mg), four days before OPU; TIV (N= 69) the same treatment used in TIII, plus two doses of FSH (100 to 150 UI) one day before OPU, with an interval of 12 hours, OPU after 12 to 16 hours. Viable recovered oocytes were in vitro matured, fertilized and cultured and presumptive zygotes were cultured until the time of embryo transfer. Zebu showed greater recovery of viable oocytes and total production of embryos in relation to taurine respectively (14.2± 0.7 vs 8.8± 0.5; 17.7± 0.9 vs 11.9± 0.6; 4.3± 0.3 vs 2.1± 0.2). A significant increase in quality and oocyte recovery in groups III and IV in relation to control group, respectively (13.2± 1.0 vs 13.8± 1.1 vs 8.1± 0.8; 16.8± 1.2 vs 17.8± 1.4 vs 10.7± 1.0 , P <0.05). In relation to the total quantity and quality of embryos, all treatments were superior to control (P <0.05), but T IV was superior to other treatments according to the breeds studied. Treatments III and IV showed a greater recovered oocyte number in Bos taurus; the same was not observed in Zebu. A better average conversion was observed in Zebu cows. Bos indicus presented greater quality and recover rate of oocytes in summer compared to winter (15.7± 1.6 vs 12.0± 1.0; 19.3± 1.3 vs 15.3± 1.2). Bos indicus produced more embryos in both seasons and, in winter, both subspecies converted more oocytes into embryos compared with to summer (41.5± 3.5 vs 33.1± 2.4; 28.5± 3.2 vs 19.5± 2.6). Synchronization treatments were efficient in oocyte recovering of Bos taurus donors and Bos indicus embryos. Regarding the season of the year, winter has proved to be the most favorable period for conversion of embryos for the two subspecies. / A eficiência na produção in vitro de embriões bovinos é limitada pela quantidade e qualidade dos oócitos recuperados na aspiração folicular guiada por ultrassonografia (OPU). Objetivou-se com o presente estudo avaliar os efeitos de diferentes protocolos de sincronização da onda folicular na recuperação de oócitos e produção de embriões bovinos in vitro, das subespécies Bos taurus taurus e Bos taurus indicus em diferentes épocas do ano. Foram utilizados trezentos e quarenta e quatro resultados de aspirações foliculares. O regime de manejo dos animais foi o semi- confinamento com balanço energético positivo dez dias antes das aspirações. Os animais foram distribuídos aleatoriamente nos seguintes tratamentos: T I ou controle (N=81) - OPU independente do ciclo estral - sem tratamento hormonal prévio; T II (N=97) - Benzoato de Estradiol (3mg), cinco dias antes da OPU; T III (N= 97) - Benzoato de Estradiol (3mg), inserção de implante subcutâneo de Norgestomed e aplicação de D-Cloprostenol Sódico (0,150 mg), quatro dias antes da OPU; T IV (N= 69) - mesmo tratamento utilizado em TIII, acrescido de duas aplicações de FSH (100 a 150 UI) um dia antes da OPU, com intervalo de 12 horas, sendo a OPU realizada de 12 a 16 horas após a última aplicação. Os oócitos viáveis recuperados foram maturados, fertilizados e os prováveis zigotos foram cultivados até o momento da transferência dos embriões. Os animais do grupamento genético zebuíno apresentaram maior recuperação de oócitos viáveis, totais e produção de embriões em relação aos taurinos respectivamente (14,2± 0,7 vs 8,8± 0,5; 17,7± 0,9 vs 11,9± 0,6; 4,3± 0,3 vs 2,1± 0,2; P<0,05). Houve aumento significativo na qualidade e recuperação de oócitos nos tratamentos III e IV em relação ao controle, respectivamente (13,2± 1,0 vs 13,8± 1,1 vs 8,1± 0,8; 16,8± 1,2 vs 17,8± 1,4 vs 10,7± 1,0; P<0,05). Em relação à quantidade de embriões totais e qualidade, todos os tratamentos foram superiores ao controle (P<0,05), porém o T IV foi superior aos outros tratamentos de acordo com as raças estudadas (4,6± 0,6 e 1,5± 0,3). Em relação à recuperação de oócitos de acordo com as raças, os tratamentos III e IV recuperaram mais oócitos nos taurinos; o mesmo não foi observado nos zebuínos. Uma melhor conversão média em embriões foi observada nas fêmeas zebuínas. Nos Bos indicus houve melhor recuperação de oócitos no período do verão em relação ao inverno (15,69± 1,64 vs 12,04± 1,05; 19,32± 1,31 vs 15,30± 1,21; P<0,05). Fêmeas Bos indicus produziram mais embriões nas duas épocas do ano, e no inverno as duas subespécies converteram mais oócitos em embriões em relação ao verão (41,50± 3,50 vs 33,12± 2,40; 28,55± 3,25 vs 19,48± 2,64; indicus vs taurus, respectivamente). Os tratamentos de sincronização foram eficientes para recuperação de oócitos em doadoras taurinas e produção de embriões nas doadoras zebuínas. Quanto à época do ano, foi o inverno o período mais favorável para produção de embriões nas duas subespécies.

Made available in DSpace on 2016-05-02T13:55:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TatimaraMariaMiyauchi-dissertacao.pdf: 241249 bytes, checksum: 31d06c5c53ccc213a1ec299452cee268 (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / Efficiency of in vitro bovine embryo production has been affected by low quantity and quality of recovered oocytes from ultrasound-guided follicular aspiration (OPU). The objective of this study was to evaluate the effect of different synchronization of follicular wave protocols in the production of oocytes and embryos in vitro, of Bos taurus taurus and Bos taurus indicus and heifers. We used three hundred forty-four results of follicular aspiration. The management regime was semi- confinement of animals with positive energy balance ten days prior to the aspirations. Animals were randomly distributed in the following treatments: TI or control (N=81) - OPU independent of estrous cycle with no previous hormone treatment; TII (N=97) - Estradiol benzoate (3mg), four days before OPU; TIII (N= 97) - Estradiol benzoate (3mg), insertion of subcutaneous implant of Norgestomed and application of D-Chloprostenol Sodium (0.150 mg), four days before OPU; TIV (N= 69) the same treatment used in TIII, plus two doses of FSH (100 to 150 UI) one day before OPU, with an interval of 12 hours, OPU after 12 to 16 hours. Viable recovered oocytes were in vitro matured, fertilized and cultured and presumptive zygotes were cultured until the time of embryo transfer. Zebu showed greater recovery of viable oocytes and total production of embryos in relation to taurine respectively (14.2± 0.7 vs 8.8± 0.5; 17.7± 0.9 vs 11.9± 0.6; 4.3± 0.3 vs 2.1± 0.2). A significant increase in quality and oocyte recovery in groups III and IV in relation to control group, respectively (13.2± 1.0 vs 13.8± 1.1 vs 8.1± 0.8; 16.8± 1.2 vs 17.8± 1.4 vs 10.7± 1.0 , P <0.05). In relation to the total quantity and quality of embryos, all treatments were superior to control (P <0.05), but T IV was superior to other treatments according to the breeds studied. Treatments III and IV showed a greater recovered oocyte number in Bos taurus; the same was not observed in Zebu. A better average conversion was observed in Zebu cows. Bos indicus presented greater quality and recover rate of oocytes in summer compared to winter (15.7± 1.6 vs 12.0± 1.0; 19.3± 1.3 vs 15.3± 1.2). Bos indicus produced more embryos in both seasons and, in winter, both subspecies converted more oocytes into embryos compared with to summer (41.5± 3.5 vs 33.1± 2.4; 28.5± 3.2 vs 19.5± 2.6). Synchronization treatments were efficient in oocyte recovering of Bos taurus donors and Bos indicus embryos. Regarding the season of the year, winter has proved to be the most favorable period for conversion of embryos for the two subspecies. / A eficiência na produção in vitro de embriões bovinos é limitada pela quantidade e qualidade dos oócitos recuperados na aspiração folicular guiada por ultrassonografia (OPU). Objetivou-se com o presente estudo avaliar os efeitos de diferentes protocolos de sincronização da onda folicular na recuperação de oócitos e produção de embriões bovinos in vitro, das subespécies Bos taurus taurus e Bos taurus indicus em diferentes épocas do ano. Foram utilizados trezentos e quarenta e quatro resultados de aspirações foliculares. O regime de manejo dos animais foi o semi- confinamento com balanço energético positivo dez dias antes das aspirações. Os animais foram distribuídos aleatoriamente nos seguintes tratamentos: T I ou controle (N=81) - OPU independente do ciclo estral - sem tratamento hormonal prévio; T II (N=97) - Benzoato de Estradiol (3mg), cinco dias antes da OPU; T III (N= 97) - Benzoato de Estradiol (3mg), inserção de implante subcutâneo de Norgestomed e aplicação de D-Cloprostenol Sódico (0,150 mg), quatro dias antes da OPU; T IV (N= 69) - mesmo tratamento utilizado em TIII, acrescido de duas aplicações de FSH (100 a 150 UI) um dia antes da OPU, com intervalo de 12 horas, sendo a OPU realizada de 12 a 16 horas após a última aplicação. Os oócitos viáveis recuperados foram maturados, fertilizados e os prováveis zigotos foram cultivados até o momento da transferência dos embriões. Os animais do grupamento genético zebuíno apresentaram maior recuperação de oócitos viáveis, totais e produção de embriões em relação aos taurinos respectivamente (14,2± 0,7 vs 8,8± 0,5; 17,7± 0,9 vs 11,9± 0,6; 4,3± 0,3 vs 2,1± 0,2; P<0,05). Houve aumento significativo na qualidade e recuperação de oócitos nos tratamentos III e IV em relação ao controle, respectivamente (13,2± 1,0 vs 13,8± 1,1 vs 8,1± 0,8; 16,8± 1,2 vs 17,8± 1,4 vs 10,7± 1,0; P<0,05). Em relação à quantidade de embriões totais e qualidade, todos os tratamentos foram superiores ao controle (P<0,05), porém o T IV foi superior aos outros tratamentos de acordo com as raças estudadas (4,6± 0,6 e 1,5± 0,3). Em relação à recuperação de oócitos de acordo com as raças, os tratamentos III e IV recuperaram mais oócitos nos taurinos; o mesmo não foi observado nos zebuínos. Uma melhor conversão média em embriões foi observada nas fêmeas zebuínas. Nos Bos indicus houve melhor recuperação de oócitos no período do verão em relação ao inverno (15,69± 1,64 vs 12,04± 1,05; 19,32± 1,31 vs 15,30± 1,21; P<0,05). Fêmeas Bos indicus produziram mais embriões nas duas épocas do ano, e no inverno as duas subespécies converteram mais oócitos em embriões em relação ao verão (41,50± 3,50 vs 33,12± 2,40; 28,55± 3,25 vs 19,48± 2,64; indicus vs taurus, respectivamente). Os tratamentos de sincronização foram eficientes para recuperação de oócitos em doadoras taurinas e produção de embriões nas doadoras zebuínas. Quanto à época do ano, foi o inverno o período mais favorável para produção de embriões nas duas subespécies.

Submitted by biblioteca unifenas (biblioteca@unifenas.br) on 2017-05-15T14:52:32Z No. of bitstreams: 1 Asafe Costa Lopes Dissertacao.pdf: 1929011 bytes, checksum: 1dc4bf9c485be92cb6513c5cc951df87 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-15T14:52:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Asafe Costa Lopes Dissertacao.pdf: 1929011 bytes, checksum: 1dc4bf9c485be92cb6513c5cc951df87 (MD5) Previous issue date: 2016-08-03 / In last years it has been noted increasing utilization of in vitro embryo production (IVEP) in dairy breeds production. In this context, is known that differences in the number and development potential of oocytes between European (Bos taurus taurus) and Zebu (Bos indicus taurus) cows affect extremely the efficiency and economic viability of IVEP. Since, insulin-like growth factor (IGF) system is related to developmental capacity of oocytes, the aim of this study was to quantify mRNA abundance of IGF system members in cumulus oocytes complex (COCs) from Gir, Holstein and 1/2 Holstein x 1/2 Gir donor cows. Pools of 30 immature COCs from Gir (n=4 pools), Holstein (n=4 pools) and 1/2 Holstein x 1/2 Gir donor cows (n=4 pools) were obtained by ovum pick-up on farms in the southern region of Minas Gerais state, Brazil. Oocytes and cumulus cells were mechanically separated and stored in liquid nitrogen. Only selected COCs were analyzed with homogeneous cytoplasm and surrounded by, at least, three layers of compact cumulus cells were selected for the experiment. Total RNA was extracted from pools of 30 oocytes and their respective cumulus cells using the RNeasy® kit (Qiagen). The investigation of target genes (IGF1 and IGF2), their receptors (IGFR1 and IGFR2), as well as IGF binding proteins (IGFBP2, IGFBP4), and pregnancy-associated plasma protein-A (PAPPA) was assessed by real time RT-PCR using Power SYBR® green master mix (Applied Biosystems) and normalized by Cyclophilin (CYC-A). Relative quantification of mRNA abundance was determined using the ΔΔCt method with correction by Pfaffl’s equation. Effects of breeds on the expression of target genes in oocytes and cumulus cells were tested by ANOVA and means were compared by Tukey-Kramer HSD test. Differences were considered significant when P<0.05. In oocytes, mRNA encoding IGFR1 was higher in Gir compared to Holstein and 1/2 Holstein x 1/2 Gir animals. The relative mRNA abundance of IGF2, IGFR2 and IGFBP4 was higher in the cumulus cells of Holstein donor compared to Gir cows. The mRNA abundance of PAPPA was higher in cumulus cells and oocytes in Gir and 1/2 Holstein x 1/2 Gir donor cows compared to the Holstein donors. No differences on mRNA abundance of IGF1, IGF2, IGFR2, IGFBP2 and IGFBP4 in oocytes and IGF1, IGFR1 and IGFBP2 in cumulus cells were demonstrated among different breeds. In conclusion, the higher PAPPA mRNA abundance in oocyte and cumulus cells from Gir and 1/2 Holstein x 1/2 Gir donors associated with low expression of IGFBP4 in cumulus cells of these breeds, suggest more efficient degradation of IGFBPs, which results in greater bioavailability of IGF in Gir and crossbred (1/2 Holstein x 1/2 Gir) COCs when compared to the Holstein immature COCs. / Nos últimos anos observou-se um aumento expressivo do uso da Produção In-vitro de Embriões (PIVE) em raças bovinas leiteiras. Neste contexto, é conhecido que as diferenças na quantidade e no potencial de desenvolvimento oocitário entre fêmeas de raças europeias (Bos taurus taurus) e zebuínas (Bos indicus taurus) afetam consideravelmente a eficiência e a viabilidade econômica da PIVE. Sabendo que o sistema dos fatores de crescimento semelhantes à insulina (IGF) está relacionado à capacidade de desenvolvimento dos oócitos, o objetivo deste estudo foi avaliar a expressão de genes do sistema IGF nos complexos cumulus oócitos (COCs) oriundos de doadoras das raças Gir, Holandesa e mestiças F1 (1/2 Holandesa x 1/2 Gir). Os COCs imaturos foram recuperados por aspiração folicular guiada por ultrassonografia (OPU) em fazendas na região sul do estado de Minas Gerais, Brasil. Os oócitos e as células do cumulus provenientes de grupos de 30 COCs (n=4/raça) foram mecanicamente separados e armazenados em nitrogênio líquido. Foram selecionados para as análises somente COCs classificados como grau 1 e viáveis. O RNA total foi extraído de “pools” de 30 oócitos e das células do cumulus correspondentes utilizando o kit RNeasy® (Qiagen). A expressão dos genes alvo (IGF1 e IGF2), seus receptores (IGFR1 e IGFR2), proteínas de ligação aos IGFs (IGFBP2 e IGFBP4) e proteína de inativação IGFBPase ( também conhecida como “Proteína Plasmática Associada a Gravidez”; PAPP-A), foi investigada por RT-PCR em tempo real utilizando o sistema Power Sybr® Green PCR Master Mix (Applied Biosystems) e normalizada pela Ciclofilina-A (CYC-A). A quantificação relativa do RNAm foi determinada pelo método de ΔΔCt com correção de eficiência. Os efeitos das diferentes raças sobre a expressão dos genes alvo nos oócitos e nas células do cumulus foram testados por ANOVA e os grupos foram comparados pelo teste de Tukey-Kramer HSD. O nível de significância foi considerado P<0,05. Nos oócitos houve uma maior expressão do RNAm codificante para IGFR1 em doadoras Gir em relação às 1/2 Holandesa x 1/2 Gir e Holandesas. A abundância relativa de RNAm do IGF2, IGFR2 e IGFBP4 foi maior nas células do cumulus de vacas Holandesas quando comparado às vacas Gir e 1/2 Holandesa x 1/2 Gir. A expressão do RNAm da enzima PAPP-A foi maior nas células do cumulus e nos oócitos das doadoras Gir e 1/2 Holandesa x 1/2 Gir em comparação com as Holandesas. Não houve alteração na expressão dos genes IGF1, IGF2, IGFR2, IGFBP2 e IGFBP4 nos oócitos, assim como dos genes IGF1, IGFR1 e IGFBP2 nas células do cumulus entre as raças. Em conclusão, a maior expressão de PAPP-A nos oócitos e células do cumulus de COCs provenientes de doadoras das raças Gir e 1/2 Holandês x 1/2 Gir associada à baixa expressão de IGFBP4 nas células do cumulus destas, sugere uma degradação mais eficiente das IGFBPs, resultando em maior biodisponibilidade dos IGFs em COCs imaturos das raças Gir e meio sangue (1/2 Holandesa x 1/2 Gir) quando comparado com COCs da raça Holandesa.

Orientador: Fabíola Freitas de Paula Lopes / Resumo: A série de eventos desencadeados durante o período de maturação oocitária é muito susceptível ao estresse ambiental. Condições adversas tais como agentes pró-oxidantes e temperatura ambiente comprometem a função oocitária, reduzindo a capacidade de fertilização e o posterior desenvolvimento embrionário. O efeito negativo do estresse térmico sobre a fertilidade de bovinos já foi bem caracterizado. Entre os efeitos celulares do estresse térmico no oócito bovino podemos destacar a desorganização do citoesqueleto, aumento na produção de espécies reativas de oxigênio (ROS), danos mitocondriais e ativação da morte celular por apoptose. Um efeito conservado do choque térmico em diferentes tipos celulares é a desnaturação de proteínas, ativando mecanismos de proteção no citoplasma celular e no retículo endoplasmático (RE) para manutenção da proteostasis. O RE funciona como sensor de estresse ambiental ativando a Unfolded Protein Response (UPR), podendo desencadear autofagia e/ou apoptose, dependendo da intensidade do estresse. Apesar da importância do RE para a função oocitária, os efeitos do choque térmico nesta organela nunca foram investigados. Portanto, os objetivos gerais desta dissertação foram determinar o papel do estresse do RE na função de oócitos bovinos submetidos ao choque térmico (Capítulo 2) e o papel da autofagia na expressão gênica e competência de desenvolvimento de oócitos bovinos submetidos a choque térmico durante a maturação in vitro (MIV) (Capítulo 3). Para os ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The series of events triggered during the oocyte maturation is very susceptible to environmental stress. Adverse conditions such as pro-oxidant agents and environmental temperature compromise oocyte function, reducing fertilization capacity and subsequent embryonic development. The negative effect of heat stress on bovine fertility has been well characterized. Among the cellular effects of heat stress on bovine oocytes, one can highlight cytoskeletal disorganization, increased production of reactive oxygen species (ROS), mitochondrial damage, and activation of cell death by apoptosis. A conserved effect of heat shock on different cell types is protein denaturation, activating protection mechanisms in the cytoplasm and endoplasmic reticulum (ER) to maintain proteostasis. The ER acts as an environmental stress sensor activating Unfolded Protein Response (UPR), which can trigger autophagy and/or apoptosis, depending on the intensity of the stress. Despite the importance of ER for oocyte function, the effects of heat shock on this organelle have never been investigated. Therefore, the general objectives of this dissertation were to determine the role of ER stress on function of bovine oocytes submitted to heat shock (Chapter 2) and the role of autophagy on gene expression and developmental competence of bovine oocytes submitted to heat shock during in vitro maturation (IVM) (Chapter 3). For the ER studies, cumulus-oocyte complexes (COCs) were initially distributed in the followin... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre