Orientador: Anthony César de Souza Castilho / Resumo: A superestimulação ovariana é uma das biotecnologias utilizadas com objetivo de aumentar o potencial reprodutivo de fêmeas com alto valor econômico através da obtenção de múltiplas ovulações e tem sido amplamente empregada na espécie bovina. O conhecimento da dinâmica folicular permitiu o desenvolvimento de diversos protocolos hormonais capazes de regular o desenvolvimento folicular, o momento e o número de ovulações produzidas. As duas gonadotrofinas mais utilizadas para induzir o crescimento de múltiplos folículos durante esses protocolos são o hormônio folículo-estimulante (FSH) e a gonadotrofina coriônica equina (eCG); e ambos têm se mostrado eficazes. Sabe-se que a utilização da superestimulação ovariana utilizando FSH provoca mudanças positivas nos complexos cumulus-oócito (CCOs) e que a utilização do eCG no final do tratamento superestimulatório aumenta a resposta ovulatória, a ocorrência de estro, as concentrações de progesterona e as taxas de prenhes em programas de inseminação artificial (IA). Deste modo, o uso desses protocolos parece alterar o microambiente folicular e consequentemente a competência dos CCOs que se desenvolvem nele. Dentre os vários fatores presentes nesse microambiente estão as vesículas extracelulares (VEs; incluindo os exossomos), que carregam diversas moléculas como mRNA e microRNAs (miRNAs). Diante disso, o presente estudo visou avaliar o efeito da superestimulação ovariana com FSH ou FSH combinado a eCG, sobre a expressão gênica de embriões ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Ovarian superestimulation is a biotecnology used to increase the reproductive potential of females with high economic value by obtaining multiple ovulations and has been widely used in cattle. The follicular dynamics knowledge allows the development of numerous hormonal protocols able to regulate follicular development, the moment and the number of ovulations produced. Two most used gonadotrophins to induce the growth of multiple follicles during these protocols are follicle stimulating hormone (FSH) and chorionic gonadotropin equine (eCG) and both have proven effective. It is known that the ovarian superstimulation using FSH causes positives changes in cumulus-oocyte complexes (COCs) and the use of eCG at the end of superstimulatory treatment increases the ovulatory response, the oestrus occurrence, progesterone concentrations and pregnancy rates in artificial insemination (AI). Thus, these protocols seems to alter the follicular microenvironment and therefore the competence of COCs that development it. Among the several factors presents in this microenvironment are the extracellular vesicles (EVs; including the exosomes), that carry different molecules such mRNA and microRNA (miRNAs). Therefore, this study aimed to assess the effects of ovarian superstimulation with FSH or FSH combined with eCG on embryo gene expression produced from COCs recovered from superstimulated cows. Additionally, it was checked if the exosomes presents in follicular fluid from these cows, when adde... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Marcos Anselmo (marcos.anselmo@unipampa.edu.br) on 2018-09-28T14:54:49Z No. of bitstreams: 1 BIBIANA RIBAS.pdf: 831752 bytes, checksum: 996820e0c99836629d4fd8d1881772d4 (MD5) / Approved for entry into archive by Marcos Anselmo (marcos.anselmo@unipampa.edu.br) on 2018-09-28T14:55:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 BIBIANA RIBAS.pdf: 831752 bytes, checksum: 996820e0c99836629d4fd8d1881772d4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-28T14:55:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BIBIANA RIBAS.pdf: 831752 bytes, checksum: 996820e0c99836629d4fd8d1881772d4 (MD5) Previous issue date: 2017-12-08 / Devido à grande necessidade em aumentar o material genético nos bovinos, as técnicas OPU/PIV vêm sendo aplicadas em larga escala com a finalidade de se obter um maior número de produtos nascidos por ano de fêmeas selecionadas. No entanto, alguns animais apresentam um baixo número de folículos disponíveis para a OPU, enquanto outros apresentam uma baixa taxa de conversão de oócitos em embriões. Neste contexto trabalhos que busquem maximizar os resultados de OPU/PIV são essenciais. Uma das alternativas é manipular farmacologicamente o desenvolvimento folicular para obter oócitos mais competentes para a fecundação in vitro e desenvolvimento embrionário. Por isso, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de diferentes doses de gonadotrofina coriônica equina (eCG) em um protocolo prévio à OPU, sobre o desenvolvimento folicular, número e qualidade dos oócitos recuperados assim como potencial de fecundação e desenvolvimento embrionário in vitro. Dezesseis vacas doadoras Braford foram submetidas a 4 sessões de OPU com intervalo de 15 dias entre cada aspiração (n=16 por tratamento; cross over), para avaliar o efeito da dose de eCG as doadoras foram dividas de acordo com os respectivos tratamentos (Controle = zero, eCG200 = 200UI de eCG, eCG400 = 400UI de eCG e eCG800 = 800UI de eCG). No início do protocolo de sincronização (D0), as doadoras receberam 2 mg de benzoato de estradiol IM, 12,5 mg de dinoprost trometamina IM e um dispositivo de liberação lenta de P4 intravaginal. No dia 3, as doadoras receberam uma dose de eCG de acordo com cada tratamento e no dia 6, o dispositivo de P4 foi removido e as doadoras submetidas a OPU. Antes da OPU, os vii folículos ovarianos foram visualizados, mensurados e classificados de acordo com o diâmetro em pequenos (<6mm), médios (6-10mm) e grandes (>10mm). Após a OPU, os oócitos viáveis de cada vaca foram levados a MIV e FIV em grupos de acordo com os tratamentos. A MIV foi realizada durante 24h à 39°C em TCM 199 modificado. Para a fecundação in vitro, os espermatozoides de um touro Bos taurus de fertilidade comprovada foram selecionados por gradientes de Percoll e co-incubados com os oócitos por 18h. Após a FIV, 50% dos prováveis zigotos foram avaliados quanto à taxa de fecundação por epifluorescência. O restante dos oócitos foram transferidos para gotas de SOFaaci e cultivados in vitro para avaliação da taxa de clivagem, momento da primeira clivagem e número de células às 48 horas em um sistema de monitoramento embrionário. As análises estatísticas foram realizadas com ANOVA e as médias comparadas pelo teste de Tukey (P<0,05). Não houve diferença no número de folículos, quantidade e qualidade morfológica dos oócitos obtidos entre os tratamentos (P <0,05). A taxa de recuperação de oócitos foi semelhante entre os grupos tratados com eCG, porém, inferior ao grupo Controle (p<0,0001). No entanto, o grupo eCG800 apresentou maior número de folículos médios e grandes (>6mm e >10mm; P <0,00001). Adicionalmente o grupo eCG800 apresentou maior taxa de fecundação normal (54,3±8,5) e menor taxa de polispermia (5.7±4.0) que os demais grupos (P < 0,05). Os grupos eCG800 e Controle tiveram maior taxa de clivagem que os demais tratamentos, 68,6±7,9 e 75,6±6,8, respectivamente. Não houve diferença no momento da primeira clivagem e no número médio de células às 48 h entre os tratamentos. Com base nestes dados, pode-se concluir que a dose de 800UI de eCG aumentou a proporção de folículos >6mm, proporcionando a maior taxa de fecundação normal e uma redução na taxa de polispermia em relação ao Controle e as demais doses de eCG, sem prejuízos a cinética de desenvolvimento embrionário até 48 horas. / Due to the great need to increase the genetic material in cattle, the OPU / PIV techniques have been applied in a large scale in order to obtain a larger number of products born per year of selected females. However, some animals have a low number of follicles available for OPU, while others have a low rate of oocyte conversion in embryos. In this context, works that seek to maximize OPU / PIV results are essential. One of the alternatives is to pharmacologically manipulate follicular development to obtain more competent oocytes for in vitro fertilization and embryonic development. Therefore, the objective of this study was to evaluate the effect of different doses of equine Chorionic Gonadotrophin (eCG) on a protocol prior to OPU, on the follicular development, number and quality of oocytes recovered as well as potential for fertilization and in vitro embryo development. Sixteen Braford donor cows were submitted to 4 OPU sessions with a 15 day interval between each aspiration (n = 16 per treatment, cross over), to evaluate the effect of the eCG dose the donors were divided according to the respective treatments (Control = zero, eCG200 = 200UI of eCG, eCG400 = 400UI of eCG, and eCG800 = 800UI of eCG). At the beginning of the synchronization protocol (D0), the donors received 2 mg of estradiol IM benzoate, 12.5 mg of dinoprost tromethamine IM and a slow intravaginal P4 release device. On day 3, the donors were given a dose of eCG according to each treatment and on day 6, the P4 device was removed and the donors were subjected to OPU. Before OPU, ovarian follicles were visualized, measured and classified according to the diameter in small (< 6 mm), medium (6-10 mm) and large (> 10 mm). After OPU, viable ix oocytes from each cow were taken to IVM and IVF in groups according to treatments. IVM was performed for 24 hours at 39°C in modified TCM 199. For in vitro fertilization, the sperm of a Bos taurus bull of proven fertility were selected by Percoll gradients and co-incubated with the oocytes for 18 h. After IVF, 50% of probable zygotes were evaluated for fertilization rate by epifluorescence. The remaining oocytes were transferred to drops of SOFaaci and cultured in vitro for evaluation of the cleavage rate, time of the first cleavage and cell number at 48 hours in an embryonic monitoring system. Statistical analyzes were performed using ANOVA and the means were compared by the Tukey test (P < 0.05). There was no difference in the number of follicles, quantity and morphological quality of the oocytes obtained between the treatments (P < 0.05). The oocyte recovery rate was similar between the eCG treated groups, but lower than the Control (p < 0.001). However, the eCG800 had a greater number of medium and large follicles (> 6 mm and > 10 mm, P <0.00001). In addition, the eCG800 had a higher normal fertilization rate (54.3 ± 8.5) and a lower rate of polyspermy (5.7 ± 4.0) than the other groups (P < 0.05). The eCG800 and Control had a higher cleavage rate than the other treatments (68.6 ± 7.9 and 75.6 ± 6.8), respectively. There was no difference at the time of the first cleavage and in the average number of cells at 48 h between treatments. Based on these data, it can be concluded that the dose of 800UI of eCG increased the proportion of follicles > 6mm, providing the highest rate of normal fertilization and a reduction in the rate of polyspermia in relation to Control and the other doses of eCG, without impairing the kinetics of embryonic development until at 48 hours.

Orientador: Anthony César de Souza Castilho / Resumo: A superestimulação ovariana é uma biotecnologia amplamente empregada na espécie bovina para a obtenção de múltiplas ovulações. Com este objetivo diversos protocolos superestimulatórios surgiram, dentre eles o protocolo P-36 e sua variação, o protocolo P-36/eCG. Ambos os tratamentos utilizam o hormônio folículo estimulante (FSH) na indução do crescimento folicular. Como é acreditado que no último dia do tratamento, as células da granulosa folicular possuam receptores do hormônio luteinizante (LH; LHR), duas últimas doses de FSH foram substituídas pela administração de gonadotrifina coriónica equina (eCG; P-36/eCG). A molécula de eCG possui atividade tanto LH quanto FSH por se ligar a ambos receptores, aumentando a resposta ovulatória. Os dois tratamentos têm demonstrado eficácia quanto ao desenvolvimento de oócitos competentes para a produção embrionária, no entanto pouco se sabe sobre seus efeitos na diferenciação celular no folículo ovariano. Por isso, o presente estudo investigou os efeitos da superestimulação ovariana com FSH (P-36) ou FSH combinado com eCG (P-36/eCG) sobre aspectos bioquímicos e a produção de hormônios esteroides. Adicionalmente, quantificou-se a abundância de miRNAs reguladores da expressão do mRNA do LHR e outros miRNAs relacionados com o desenvolvimento folicular ovariano. Os resultados obtidos mostram que os tratamentos superestimulatórios alteram o perfil bioquímico intrafolicular e a concentração de estradiol no plasma. Aliado a isso, também alteram... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Ovarian overstimulation is a biotechnology widely used in the bovine species to obtain multiple ovulations. With this objective, several protocols were introduced, including the P-36 protocol and its variation, the P-36/eCG protocol. Both treatments use follicle stimulating hormone (FSH) to induce the follicular growth. As it is believed that on the last day of treatment, follicular granulosa cells have luteinizing hormone (LHR) receptors, two last doses of FSH have been replaced by administration of equine chorionic gonadotrifine (eCG; P-36/eCG). The eCG molecule has LH and FSH activity by binding to both receptors, increasing the ovulatory response. Both treatments has demonstrated efficacy in the development of oocytes competent for embryo production, however little is known about their effects on cell differentiation in the ovarian follicle. Therefore, the present study investigated the effects of ovarian superstimulation using FSH (P-36) or FSH combined with eCG (P-36/eCG) on biochemical aspects and production of steroid hormones. In addition, the abundance of miRNAs regulating the expression of LHR mRNA and other miRNAs related to ovarian follicular development. Results demonstrated that superstimulatory treatments alter the intrafollicular biochemical profile and the plasma estradiol concentration. In addition, they also alter the expression of LHR and miRNAs regulating LHR mRNA expression, possibly modulating ovulatory capacity in superstimulated ovarian follicles. / Mestre

Nos últimos anos, o emprego da aspiração folicular (OPU) e produção in vitro de embriões (PIVE) têm crescido mundialmente nos rebanhos bovinos. A OPU-PIVE viabiliza a rápida multiplicação do material genético, utilizando tanto a base genética da fêmea como do macho. No entanto, fêmeas de leite Bos taurus apresentam algumas peculiaridades, como menor população de folículos antrais e inferior qualidade oocitária, as quais foram apontadas como fatores responsáveis pela reduzida eficiência da técnica nesses rebanhos. Frente às dificuldades para o estabelecimento de programas de OPU-PIVE eficientes em vacas de leite Bos taurus, três experimentos foram conduzidos envolvendo diferentes tipos de tratamentos superestimulatórios em doadoras de oócitos lactantes e não lactantes. O primeiro estudo teve como objetivo aumentar a PIVE em doadoras da raça Holandesa lactantes e não lactantes submetidas ao tratamento tradicional de superstimulação com doses decrescentes de FSH porcino (FSHp) a cada 12 h, previamente à OPU. Nesse estudo, as doadoras (n = 15 vacas lactantes e n = 15 não lactantes da raça Holandesa) receberam protocolo para sincronização da emergência da onda folicular [protocolo a base de benzoato de estradiol (BE) e progesterona (P4)] e foram submetidas aos tratamentos de superestimulação em um delineamento experimental cross-over. Os outros dois estudos (n = 23 novilhas da raça Holandesa e n = 72 vacas não lactantes da raça Holandesa) foram desenvolvidos para avaliar diferentes diluentes para o FSHp com o objetivo de viabilizar a superestimulação com apenas uma aplicação de FSHp. No geral, os estudos avaliaram o efeito da superestimulação no perfil plasmático de FSH, na proporção de folículos classificados como pequenos (<6mm), médios (6-10mm) ou grandes (>10mm), conforme diâmetro folicular, na PIVE e no estabelecimento gestacional após transferência de embriões. A superestimulação aumentou a proporção de folículos médios, aumentou a competência oocitária e resultou em maior produção de blastocistos por sessão de OPU. A aplicação única de FSHp associado ao diluente de liberação lenta (ácido hialurônico), resultou em semelhante área sob a curva de FSH, semelhante proporção de folículos pequenos, médios e grandes e semelhante PIVE comparado ao tratamento superestimulatório tradicional com doses de FSHp administradas a cada 12h. Independentemente do diluente e da dose de FSHp utilizada, o tratamento superestimulatório resultou em maior produção de blastocistos por sessão de OPU comparado às vacas não tratadas com FSHp. Adicionalmente, semelhante taxa de estabelecimento gestacional foi observada, independentemente do tratamento utilizado na doadora. Portanto, os dados obtidos no presente estudo permitem concluir que independentemente do tipo de tratamento (diluente para FSHp ou dose utilizada de FSHp), a superestimulação previamente ao processo de OPU, aumentou o desenvolvimento de embriões in vitro, número de blastocistos por sessão de OPU e resultando em semelhante taxa de estabelecimento gestacional após transferência de embriões. / In the last years, the use of ovum pick-up (OPU) and in vitro produced embryo (IVEP) technology has worldwide increased in cattle herds. The OPU-IVEP enable a rapid individual multiplication based on the female and male donor genetic. However, Bos taurus dairy females present some peculiarities, as reduced antral follicle population and lower oocyte quality, and these factors have been awarded as responsible to the reduced technique efficiency among these herds. Given the difficulties of establishing OPU-IVEP programs with high efficiency in Bos taurus dairy cows, three studies were carried out, involving different types of superstimulation treatments in lactating and non-lactating Holstein donors. The first study aimed to increase IVEP in lactating and non-lactating Holstein dairy donors submitted to the traditional twice-daily porcine FSH (pFSH) superstimulation treatment prior to the OPU. For this purpose, donors (n = 15 lactating and n = 15 non-lactating Holstein cows) received the follicular wave synchronization protocol [estradiol benzoate (EB) and progesterone (P4) based protocol] and were submitted to superstimulation treatment in a cross-over design. Other two experiments were performed (n = 23 Holstein heifers and n = 72 non-lactating Holstein cows) to evaluate different pFSH diluents to enable superstimulation with a single injection. In general, these studies evaluated the effect of superstimulation on the plasmatic FSH profile, proportion of follicles sizes previous to OPU (small: <6mm; medium: 6-10mm; and large follicles: >10mm), on in vitro embryo production and pregnancy establishment after the produced embryo transfer. The superstimulation treatment improved the proportion of medium sized-follicles, improved oocyte competence and resulted in greater amount of blastocyst per OPU session. A single injection of pFSH combined with a slow release carrier (hyaluronan), resulted in similar FSH area under curve, proportion of follicles sizes previous to OPU and in vitro embryo production compared to the twice-daily superstimulating treatment. Regardless pFSH diluent and dose, superstimulating hormone resulted in greater number of blastocysts per OPU session compared to the non-pFSH treated donors. Additionally, similar pregnancy establishment was observed, regardless embryo donor treatment. Therefore, with the present data, we can conclude that regardless treatment type (pFSH diluent or dose), the superstimulation procedure prior to the OPU, enhanced in vitro embryo development, increased the number of blastocyst per OPU session and resulted in similar pregnancy establishment after embryo transfer.

Nos últimos anos, o emprego da aspiração folicular (OPU) e produção in vitro de embriões (PIVE) têm crescido mundialmente nos rebanhos bovinos. A OPU-PIVE viabiliza a rápida multiplicação do material genético, utilizando tanto a base genética da fêmea como do macho. No entanto, fêmeas de leite Bos taurus apresentam algumas peculiaridades, como menor população de folículos antrais e inferior qualidade oocitária, as quais foram apontadas como fatores responsáveis pela reduzida eficiência da técnica nesses rebanhos. Frente às dificuldades para o estabelecimento de programas de OPU-PIVE eficientes em vacas de leite Bos taurus, três experimentos foram conduzidos envolvendo diferentes tipos de tratamentos superestimulatórios em doadoras de oócitos lactantes e não lactantes. O primeiro estudo teve como objetivo aumentar a PIVE em doadoras da raça Holandesa lactantes e não lactantes submetidas ao tratamento tradicional de superstimulação com doses decrescentes de FSH porcino (FSHp) a cada 12 h, previamente à OPU. Nesse estudo, as doadoras (n = 15 vacas lactantes e n = 15 não lactantes da raça Holandesa) receberam protocolo para sincronização da emergência da onda folicular [protocolo a base de benzoato de estradiol (BE) e progesterona (P4)] e foram submetidas aos tratamentos de superestimulação em um delineamento experimental cross-over. Os outros dois estudos (n = 23 novilhas da raça Holandesa e n = 72 vacas não lactantes da raça Holandesa) foram desenvolvidos para avaliar diferentes diluentes para o FSHp com o objetivo de viabilizar a superestimulação com apenas uma aplicação de FSHp. No geral, os estudos avaliaram o efeito da superestimulação no perfil plasmático de FSH, na proporção de folículos classificados como pequenos (<6mm), médios (6-10mm) ou grandes (>10mm), conforme diâmetro folicular, na PIVE e no estabelecimento gestacional após transferência de embriões. A superestimulação aumentou a proporção de folículos médios, aumentou a competência oocitária e resultou em maior produção de blastocistos por sessão de OPU. A aplicação única de FSHp associado ao diluente de liberação lenta (ácido hialurônico), resultou em semelhante área sob a curva de FSH, semelhante proporção de folículos pequenos, médios e grandes e semelhante PIVE comparado ao tratamento superestimulatório tradicional com doses de FSHp administradas a cada 12h. Independentemente do diluente e da dose de FSHp utilizada, o tratamento superestimulatório resultou em maior produção de blastocistos por sessão de OPU comparado às vacas não tratadas com FSHp. Adicionalmente, semelhante taxa de estabelecimento gestacional foi observada, independentemente do tratamento utilizado na doadora. Portanto, os dados obtidos no presente estudo permitem concluir que independentemente do tipo de tratamento (diluente para FSHp ou dose utilizada de FSHp), a superestimulação previamente ao processo de OPU, aumentou o desenvolvimento de embriões in vitro, número de blastocistos por sessão de OPU e resultando em semelhante taxa de estabelecimento gestacional após transferência de embriões. / In the last years, the use of ovum pick-up (OPU) and in vitro produced embryo (IVEP) technology has worldwide increased in cattle herds. The OPU-IVEP enable a rapid individual multiplication based on the female and male donor genetic. However, Bos taurus dairy females present some peculiarities, as reduced antral follicle population and lower oocyte quality, and these factors have been awarded as responsible to the reduced technique efficiency among these herds. Given the difficulties of establishing OPU-IVEP programs with high efficiency in Bos taurus dairy cows, three studies were carried out, involving different types of superstimulation treatments in lactating and non-lactating Holstein donors. The first study aimed to increase IVEP in lactating and non-lactating Holstein dairy donors submitted to the traditional twice-daily porcine FSH (pFSH) superstimulation treatment prior to the OPU. For this purpose, donors (n = 15 lactating and n = 15 non-lactating Holstein cows) received the follicular wave synchronization protocol [estradiol benzoate (EB) and progesterone (P4) based protocol] and were submitted to superstimulation treatment in a cross-over design. Other two experiments were performed (n = 23 Holstein heifers and n = 72 non-lactating Holstein cows) to evaluate different pFSH diluents to enable superstimulation with a single injection. In general, these studies evaluated the effect of superstimulation on the plasmatic FSH profile, proportion of follicles sizes previous to OPU (small: <6mm; medium: 6-10mm; and large follicles: >10mm), on in vitro embryo production and pregnancy establishment after the produced embryo transfer. The superstimulation treatment improved the proportion of medium sized-follicles, improved oocyte competence and resulted in greater amount of blastocyst per OPU session. A single injection of pFSH combined with a slow release carrier (hyaluronan), resulted in similar FSH area under curve, proportion of follicles sizes previous to OPU and in vitro embryo production compared to the twice-daily superstimulating treatment. Regardless pFSH diluent and dose, superstimulating hormone resulted in greater number of blastocysts per OPU session compared to the non-pFSH treated donors. Additionally, similar pregnancy establishment was observed, regardless embryo donor treatment. Therefore, with the present data, we can conclude that regardless treatment type (pFSH diluent or dose), the superstimulation procedure prior to the OPU, enhanced in vitro embryo development, increased the number of blastocyst per OPU session and resulted in similar pregnancy establishment after embryo transfer.