A busca por melhores resultados nas biotecnologias reprodutivas leva a um estudo dos mecanismos fisiológicos básicos dos gametas e embriões em estágios iniciais. Entender como funciona o desenvolvimento destes, quais os nutrientes que eles precisam para se desenvolver in vitro e quais as condições ambientais necessárias permitem maiores taxas de sucesso. Tendo em vista a heterogeneidade dos complexos cumulus-oócito (COC) bovinos recuperados de ovários obtidos em frigorífico para a maturação in vitro e a relação entre oócito e células do cumulus nos resultados da produção in vitro de embriões, esse trabalho visa a identificação de fatores moleculares que possam explicar as melhores taxas de blastocistos obtidas por COCs com mais de três camadas de células do cumulus compactas e ooplasma homogêneo (COCI) quando comparados com COCs com menos de duas camadas de células do cumulus, com parte da zona pelúcida exposta e ooplasma homogêneo ou heterogêneo (COCIII). Para isso, COCI e III foram maturados in vitro separadamente, foram vortexados para retirada das células do cumulus e os oócitos foram submetidos a extração de RNA. O RNA foi amplificado em aRNA, marcado com biotina, fragmentado e hibridizado em microarray. Os arrays foram escaneados e os dados gerados analisados pelo métodos Significance Analysis of Microarrays e Rank Products em busca de genes diferencialmente expressos (DEG). A análise funcional in silico foi realizada com a ferramenta Ingenuity Pathway Analysis. Os resultados mostraram que o perfil de expressão dos oócitos de COCIII é diferente do perfil dos oócitos de COCI, como pode ser observado pelos 446 DEGs identificados, sendo 24 com expressão aumentada em oócitos de COCIII. Os genes com expressão alterada estão envolvidos em processos básicos da célula, como reassumição da meiose, metabolismo do oócito e maturação molecular, o que corrobora a ideia de que uma grande quantidade de células do cumulus interagindo com o oócito é crucial para a competência de desenvolvimento. / The researches for better results in reproductive biotechnologies have leading to studies of the basic physiological mechanisms of gametes and embryos in the early stages of developmental. Understand about their development, which nutrients they need and what environmental conditions are necessary to allow higher success rates. Because of the cumulus-oocyte complexes (COC) heterogeneous recovered from bovine ovaries obtained from an abattoir used for in vitro maturation and the relationship between oocyte and cumulus cells in the in vitro production of embryos, this study aims to identify molecular factors which might explain the improved rates of blastocyst obtained by COCs with more than three compact layers of cumulus cells and homogeneous ooplasm (COCI) compared with COC with less than two layers of cumulus cells, with part of the zona pellucida exposed and homogeneous or heterogeneous ooplasm (COCIII). For this, COCI and III were matured in vitro separately, their cumulus cells were removed and oocytes were subjected to RNA extraction. The RNA was amplified in aRNA, biotin labeled, fragmented and hybridized on microarray. The arrays were scanned and the data generated analyzed by the Significance Analysis of Microarrays and Rank Products methods in search of differentially expressed genes (DEG). In silico functional analysis were performed using Ingenuity Pathway Analysis. The results showed that the expression profile of COCIII oocytes is different from the profile of COCI oocytes. 446 DEGs were identified of which 24 presented increased expression in COCIII oocytes. Genes with altered expression are, in general, involved in the basic processes of the cell, as reassume of meiosis, metabolism of the oocyte and molecular maturation, which confirms the idea that a large amount of cumulus cells interacting with the oocyte is crucial for the development of competence.

Questiona-se um possível papel deletério da endometriose sobre a qualidade oocitária (QO), que é, em grande parte, condicionada pelo papel das células do cumulus. A função dessas células envolve a expressão de diversas moléculas codificadas por genes específicos, regulada a nível de transcrição, pós-transcrição e tradução. Os microRNAs atuam como reguladores póstranscricionais da expressão gênica, de modo que qualquer alteração nesse mecanismo pode levar a anormalidades no desenvolvimento oocitário. Desta forma, propusemos um estudo inédito da análise de microRNAs em células do cumulus (CC) de mulheres inférteis com e sem endometriose com o objetivo de evidenciar processos biológicos e vias de atuação correlacionados com o papel da endometriose na infertilidade e seu possível impacto na aquisição da competência oocitária. Foram incluídas no estudo 15 pacientes inférteis (5 controles com fator tubário e/ou masculino, 5 com endometriose estágios I/II e 5 com endometriose estágios III/IV) submetidas à estimulação ovariana controlada (EOC) para injeção intracitoplasmática de espermatozoide (ICSI). Imediatamente após a captação oocitária, as CCs foram isoladas e armazenadas para extração dos miRNAs. O perfil de 754 miRNAs foi analisado por meio da técnica de TaqMan®Array Human MicroRNA Cards. Considerou-se significativo p<0,05. Os miRNAs hsa-let-7f-1#, hsa-miR-1291, hsa-miR-140-5p, hsa-miR-218, hsa-miR-30b e hsa-miR-629-5p foram identificados menos expressos nas pacientes com endometriose I/II comparadas às controles. Os miRNAs hsa-miR-1291, hsa-miR-187-3p, hsamiR-30b, hsa-miR-532-3p e hsa-miR-629-5p foram identificados menos expressos nas pacientes com endometriose III/IV em relação às controles. Ao comparar-se os grupos endometriose I/II e endometriose III/IV entre si, os miRNAs hsa-miR-187-3p e hsa-miR-532- 3p foram menos expressos e os miRNAs hsa-let-7f-1# e hsa-miR-362-3p mais expressos nas pacientes com endometriose III/IV. A análise de enriquecimento identificou os genes regulados pelos miRNAs e as respectivas vias metabólicas em que estão envolvidos, sugerindo aumento de apoptose, diminuição de proliferação celular, alterações no controle do ciclo celular e no metabolismo energético das CCs de mulheres com a doença inicial e avançada. Os dados apontam para alterações na regulação pós-transcricional em CCs de mulheres inférteis com endometriose inicial e avançada, o que pode afetar processos e vias essenciais à aquisição de competência oocitária e estar envolvido na infertilidade associada à doença. Este estudo contribui para o entendimento da etiopatogênese da infertilidade relacionada à endometriose identificando mecanismos pós-transcricionais relacionados à piora da qualidade gamética nestas mulheres. / It is questioned a possible deleterious role of endometriosis on oocyte quality (OQ), which is largely conditioned by the function of cumulus cells. The role of these cells involve the expression of several molecules encoded by specific genes, regulated at transcription level, post-transcription and translation. The microRNAs act as transcriptional regulators of gene expression, thus any alteration in this mechanism can lead to abnormalities in oocyte development. In this way, we proposed an unpublished study of the microRNAs analysis in cumulus cells (CC) of infertile women with and without endometriosis, aiming to evidence the biological processes and pathways of action correlated with the presence of endometriosis in infertility and its possible impact on the acquisition of oocyte competence. Fifteen infertile patients (5 controls with tubal factor and/or male, 5 with stage I/II of endometriosis and 5 with stages III/IV of endometriosis) submitted to the controlled ovarian stimulation (EOC) for intracytoplasmic sperm injection (ICSI) were included in the study. Immediately after oocyte uptake, CCs were isolated and stored for miRNA extraction. The 754 miRNAs profile was analyzed using the TaqMan®Array Human MicroRNA Cards technique. Significant values were considered when p <0.05. The hsa-miR-218, hsa-miR-301 and hsa-miR-629-5p miRNAs were identified as less expressed in the patients with endometriosis I/II compared to controls. The miRNAs hsa-miR-1291, hsa-miR-187-3p, hsa-miR-30b, hsa-miR-532-3p and hsa-miR- 629-5p were identified as less expressed in patients with endometriosis III/IV compared to controls. Comparing the groups with endometriosis I/II and endometriosis III/IV, hsa-miR-187- 3p and hsa-miR-532-3p miRNAs were less expressed and hsa-let-7f-1# and hsa-miR-362-3p more expressed in patients with endometriosis III/IV. The enrichment analysis identified the genes regulated by the miRNAs and the respective metabolic pathways in which they are involved, suggesting apoptosis increase, decreased cell proliferation, alterations in the cell cycle control and energetic metabolism of the CCs of women with initial and advanced disease. The data point to changes in post-transcriptional regulation in CCs of infertile women with early and advanced endometriosis, which may affect processes and pathways essential for acquiring oocyte competence and resulting in infertility associated with the disease. This study contributes to the understanding of the etiopathogenesis of infertility related to endometriosis by identifying post-transcriptional mechanisms related to the deterioration of quality of gametes in these women.

Les cellules du cumulus (CCs) forment avec l'ovocyte le complexe ovocyte-cumulus (COC). Au cours de la folliculogénèse, un dialogue interdépendant régi par des jonctions communicantes se crée entre l'ovocyte et les CCs adjacentes. L'ovocyte en sécrétant certains facteurs, permettrait la différentiation et la prolifération des CCs qui, parallèlement, fournissent à l'ovocyte les nutriments nécessaires à sa maturation et son développement. La maturation nucléaire de l'ovocyte est définie par l'expulsion du 1er globule polaire au stade métaphase II (MII). Notre équipe a préalablement démontré que certains gènes exprimés dans les CCs chez l'humain, pouvaient prédire indirectement le potentiel implantatoire embryonnaire et la survenue d'une grossesse. Dans l'objectif d'identifier des marqueurs fiables de la maturité des ovocytes, nous avons analysé le profil transcriptomique des CCs en fonction du stade de maturité des ovocytes (VG, MI et MII). Dans un deuxième temps, nous avons étudié l'impact des conditions de maturation in vivo versus in vitro, sur le profil d'expression de gènes des CCs en fonction du stade de maturation ovocytaire. Nous avons mis en évidence, pour la première fois, une signature spécifique dans les CCs associée à la maturité nucléaire des ovocytes in vivo et in vitro. Nous avons également observé une sous-expression des gènes impliqués dans la maturation ovocytaire et l'expansion des CCs, et une sur-expression des gènes associés au cycle cellulaire dans les CCs dérivées d'ovocytes maturés in vitro, comparées aux CCs issus d'ovocytes in vivo. En comparant l'expression des gènes dans les CCs selon la condition de maturation et le stade de maturité de l'ovocyte, nous avons identifié deux voies de signalisation dominantes : la voie des lipides (transport du cholestérol et des triglycérides) fortement activée en condition in vivo, et le processus de réplication, recombinaison et réparation d'ADN, spécifique aux CCs in vitro. Nos résultats montrent que les conditions de maturation des COCs ont un impact sur la signature moléculaire des CCs. De plus, La signature moléculaire identifiée dans les CCs à différents stades de maturation ovocytaire nous a permis de définir la compétence des CCs. En considérant ce critère, nous avons observé que les ovocytes matures associés à des cellules du cumulus compétents (sur-expression de la signature des CCs au stade MII) présentent un potentiel de formation de blastocyste supérieur aux ovocytes MII entourés des cellules du cumulus incompétents (sur-expression de la signature des CCs au stade VG et/ou MI). Ces résultats ouvrent ainsi de nouvelles perspectives en application clinique. Des études supplémentaires sont toutefois nécessaires afin d'identifier, dans un premier temps, les facteurs qui influencent l'expression des gènes au cours de la maturation ovocytaire in vivo et comprendre ainsi les voies de signalisation altérées par les conditions de culture in vitro. / Cumulus cells (CCs) associated with the oocyte form the cumulus-oocyte complex (COC). During folliculogenesis, interdependent dialogue governed by gap junctions is created between the oocyte and adjacent CCs. The oocyte, by secreting certain factors allows the differentiation and proliferation of CCs which, at the same time, provide nutrients to the oocyte for its maturation and development. Nuclear maturation of oocytes is defined by its transition from germinal vesicle (GV) to metaphase I (MI) up to metaphase II (MII) phase. Our team previously shown that certain genes expressed in the human CCs could predict embryo and the pregnancy outcomes. We analyzed the transcriptomic profile of CCs according to oocyte nuclear maturation stages (GV, MI and MII). The aim of this study was to identify the CCs molecular signature according to nuclear maturation oocyte under in vivo and in vitro conditions. In addition, we studied the impact of culture conditions of the COCs under in vivo and in vitro on the gene expression profile of CCs. We have demonstrated that there is a specific signature in the human CCs associated with the nuclear maturity of human oocytes whatever the culture condition. We have also observed the under-expression of genes involved in oocyte maturation and CCs expansion, and the over-expression of genes associated with cell cycle function in the CCS derived from in vitro versus in vivo oocytes. By comparing gene expression in the CCs according to oocyte nuclear maturation stages, we have identified two dominant signaling pathways: the lipids pathway (cholesterol transport and triglyceride) strongly activated in in vivo conditions, and the process of replication, recombination and DNA repair, which appear to be specific to in vitro CCs. Our results suggest that the maturation conditions of COCs have an impact on the molecular signature of CCs.Moreover, our data showed that matures oocytes can be surrounded by competent (sur-expression of the identified molecular signature of CCs derived from oocyte at MII stage) or incompetent CCs (sur-expression of the identified molecular signature of CCs derived from oocyte at GV or/and MI stages). These results open new perspectives in clinical application.Further studies are needed to identify factors influencing gene expression during oocyte maturation in vivo. These data should help to better understand how/why signaling pathways are altered by culture conditions in vitro.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In order to obtain an increase of quality seasonal climate forecast of precipitation, for the state of Rio Grande do Sul, were implemented and evaluated nine types of simulations that uses different cumulus parameterization schemes available in the Regional Climate Model version 4 RegCM4.The tested parameterizations were Grell with closure Arakawa and Schubert - AS and Fritsch and Chappell - FC, MIT-Emanuel and mixed convection that is the use of different convection schemes on the land and the sea. The evaluation method consisted of analysis qualitative and quantitative statistics of seasonal precipitation climate forecasts of five regions of Rio Grande do Sul, from August 2013 to August 2014.The statistics applied were Taylor diagram, random and systematic error analysis, concordance index and contingency table. The forecasts were evaluated using observed data from meteorological stations of the Instituto Nacional de Meteorogia (INMET). The analysis showed the RegCM4 had higher correlations and lower errors compared to the Global Model. The best results were observed in the northern and western part of the state with the parameterizations Grell FC, Grell AS and the combination of Emanuel simulated ocean and Grell AS on land. Although some regions were not adequately represented by the Regional Climate Model RegCM4, yet it performed well reducing the overestimation of precipitation observed in the simulation of the Global Model and improved temporal distribution of the same. / Com a finalidade de se obter uma previsão climática sazonal de precipitação de qualidade para o Estado do Rio Grande do Sul foram realizadas e avaliadas nove tipos de simulações que utilizam diferentes esquemas de parametrização cumulus, disponíveis no Modelo Regional Climático RegCM versão 4. As parametrizações testadas foram Grell com fechamento Arakawa e Schubert - AS e Fritsch e Chappell FC, MIT-Emanuel e convecção mista que é a utilização dos diferentes esquemas de convecção sobre a terra e o mar. O método de avaliação consistiu de análises estatísticas qualitativas e quantitativas das previsões climáticas de precipitação sobre cinco regiões do Rio Grande do Sul no período de agosto de 2013 a agosto de 2014. As estatísticas aplicadas foram Diagrama de Taylor, análise de erro aleatório e sistemático, índice de concordância e tabela de contingência. As previsões foram avaliadas através dos dados observados de estações meteorológicas do Instituto Nacional de Meteorologia. As análises mostraram que o RegCM4 apresentou correlações maiores e erros menores em comparação com o Modelo Global. Os melhores resultados foram observados na metade norte e oeste do Estado com as parametrizações Grell FC, Grell AS e a combinação de Emanuel simulado sobre o oceano e Grell AS sobre a terra. Apesar de algumas regiões não terem sido representadas adequadamente pelo Modelo Regional Climático RegCM4, ainda assim ele teve um bom desempenho em reduzir as superestimações de precipitação observadas na simulação do Modelo Global e melhora na distribuição temporal da mesma.

La qualité d’un ovocyte se définit par l’acquisition d’une compétence à la méiose et d’une compétence au développement. Le cumulus joue un grand rôle dans la maturation ovocytaire grâce au dialogue qui s’instaure entre lui et l’ovocyte. Ce dialogue met en jeu le contrôle de l’expression de gènes spécifiques. C’est pourquoi nous avons étudié les variations du profil d’expression de gènes exprimés dans le cumulus. Une première étude nous a permis de relier les variations d’expression de gènes cibles (STAR, COX2, AREG, SCD1, SCD5 et CX43) à la qualité ovocytaire. Puis par une approche globale de puces à oligonucléotides, nous avons pu mettre en évidence 13 marqueurs potentiels de la compétence à la méiose: CMAS, MRO, MT3, ELA2B, ELA2A, SFRP4, LAPTM4B, ANG, VWF, ITPR1, PTX3, NRIP1 et RUNX2; et 5 marqueurs potentiels de la compétence au développement: RGS2, ANG, PTX3, NRIP1 et NOTCH2. Mes travaux de thèse ont donc permis de mieux appréhender le dialogue ovocyte-cumulus en étudiant les acteurs de celui-ci et de caractériser des marqueurs non invasifs de la qualité ovocytaire. / During its maturation, an oocyte will acquire a meiotic competence and a developmental competence, which define its quality. It has been well established that the dialog between oocyte and surrounding cumulus cells will contribute to oocyte maturation, through (but not only) the expression of some specific genes. Therefore, we studied the expression profile of genes expressed in cumulus cells according to the oocyte maturity. In a first study, we observed that the variation of expression levels of some genes (STAR, COX2, AREG, SCD1, SCD5 and CX43) can be related to the maturity status of the oocyte. Moreover, by microarray hybridization, we identified 13 potential markers of oocyte nuclear maturity: CMAS, MRO, MT3, ELA2B, ELA2A, SFRP4, LAPTM4B, ANG, VWF, ITPR1, PTX3, NRIP1 and RUNX2; and 5 potential markers of developmental competence of the oocyte: RGS2, ANG, PTX3, NRIP1 and NOTCH2. Thus our result permitted to better understand the role of cumulus cells in the oocyte-cumulus dialog and to identify non invasive markers of oocyte quality.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-06Bitstream added on 2014-06-13T20:42:44Z : No. of bitstreams: 1 caixeta_es_dr_botib.pdf: 1185802 bytes, checksum: ef647e66df4e5f5d7f8ca9a758116412 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O oócito participa ativamente dos mecanismos reguladores da maturação do complexo cumulus-oócito (COC) via secreção de fatores parácrinos. A proteína morfogênica óssea 15 (BMP15) e o fator de crescimento e diferenciação 9 (GDF9) têm concentrado a maior parte da atenção direcionada aos fatores secretados pelo oócito (FSO) e têm sido associados com a melhora na competência para o desenvolvimento do COC. Em adição, recentemente, detectamos a expressão de fatores de crescimento fibroblástico (FGFs) no oócito e seus receptores nas células do cumulus (FGF10 e seus receptores FGFR1B e 2B; FGF8 e 17 e seus receptores FGFR2C e 3C), sugerindo o envolvimento do sistema FGF na regulação da diferenciação das células do cumulus. O presente trabalho investigou a regulação da expressão do RNAm de FSOs (BMP15, GDF9, FGF8, FGF10 e FGF17) e seus receptores, bem como de membros da família de fatores de crescimento epidermal (EGF)-like [ampiregulina (AREG), epiregulina (EREG) e betacelulina (BTC)] durante a maturação in vitro (MIV) bovina estimulada pelo FSH. O FSH estimulou a expressão do FGFR2C, FGFR3C, FGFR1B, ALK6, AREG e EREG nas células do cumulus durante a MIV. A expressão do RNAm do FGF8 e FGF17, mas não da BMP15, GDF9 e FGF10 diminuiu no oócito durante a MIV. Em adição foram investigadas especificamente as ações da BMP15 e do FGF10 sobre a expansão do cumulus e expressão gênica de membros da família desintegrina e metaloproteinases (ADAM10 e ADAM17), membros da família dos fatores EGF-like (AREG, EREG e BTC) e de genes sabidamente envolvidos no controle da expansão do cumulus [ciclooxigenase 2 (COX2), hialurona sintetase 2 (HAS2), proteína indutora do fator de necrose tumoral 6 (TSG6) e pentraxina 3 (PTX3)]. A BMP15 e o FGF10 aumentaram a porcentagem de COCs completamente... / The oocyte actively participates in the regulatory mechanisms of cumulus-oocyte complex (COC) maturation via secretion of paracrine factors. Bone morphogenetic protein 15 (BMP15) and growth and differentiation factor 9 (GDF9) have concentrated most of the attention directed to oocyte secreted factors (OSFs) and have been shown to enhance developmental competence of the COC. In addition, fibroblast growth factors (FGFs) have also been recognized as important OSFs. Recently, we detected the expression of FGFs in the oocytes and their receptors in cumulus cells (FGF10 and its receptors FGFR1B and 2B; FGF8 and 17 and their receptors FGFR2C and 3C), suggesting the involvement of the FGF system in the regulation of cumulus cells differentiation. The present study investigated the mRNA expression pattern for FSOs (BMP15, GDF9, FGF8, FGF10 and FGF17) and their receptors, as well as of epidermal growth factor (EGF)-like family members [ampiregulina (AREG), epiregulina (EREG) and betacelulina (BTC)] during bovine COC in vitro maturation (IVM) stimulated by FSH. The FSH stimulated mRNA expression of FGFR2C, FGFR3C, FGFR1B, ALK6, AREG and EREG in cumulus cells during IVM. Messenger RNA expression of FGF8 and FGF17, but not of BMP15, GDF9 and FGF10, decreased in the oocyte during IVM. In addition were specifically investigated the actions of BMP15 and FGF10 on cumulus expansion and gene expression of disintegrin and metalloproteinase family members (ADAM10 and ADAM17), of EGF-like family members (AREG, EREG and BTC) and the major expansion-inducing genes genes [cyclooxygenase 2 (COX2), hyaluronan synthase 2 (HAS2), pentraxin 3 (PTX3), tumor necrosis factor-stimulated gene-6 protein (TSG6)]. BMP15 and FGF10 increased the percentage of fully expanded cumulus-oocyte... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: José Buratini Junior / Banca: Fernanda da Cruz Landim e Alvarenga / Banca: José Antonio Visintin / Banca: Mario Binelli / Banca: Marcelo Marcondes Seneda / Resumo: O oócito participa ativamente dos mecanismos reguladores da maturação do complexo cumulus-oócito (COC) via secreção de fatores parácrinos. A proteína morfogênica óssea 15 (BMP15) e o fator de crescimento e diferenciação 9 (GDF9) têm concentrado a maior parte da atenção direcionada aos fatores secretados pelo oócito (FSO) e têm sido associados com a melhora na competência para o desenvolvimento do COC. Em adição, recentemente, detectamos a expressão de fatores de crescimento fibroblástico (FGFs) no oócito e seus receptores nas células do cumulus (FGF10 e seus receptores FGFR1B e 2B; FGF8 e 17 e seus receptores FGFR2C e 3C), sugerindo o envolvimento do sistema FGF na regulação da diferenciação das células do cumulus. O presente trabalho investigou a regulação da expressão do RNAm de FSOs (BMP15, GDF9, FGF8, FGF10 e FGF17) e seus receptores, bem como de membros da família de fatores de crescimento epidermal (EGF)-like [ampiregulina (AREG), epiregulina (EREG) e betacelulina (BTC)] durante a maturação in vitro (MIV) bovina estimulada pelo FSH. O FSH estimulou a expressão do FGFR2C, FGFR3C, FGFR1B, ALK6, AREG e EREG nas células do cumulus durante a MIV. A expressão do RNAm do FGF8 e FGF17, mas não da BMP15, GDF9 e FGF10 diminuiu no oócito durante a MIV. Em adição foram investigadas especificamente as ações da BMP15 e do FGF10 sobre a expansão do cumulus e expressão gênica de membros da família desintegrina e metaloproteinases (ADAM10 e ADAM17), membros da família dos fatores EGF-like (AREG, EREG e BTC) e de genes sabidamente envolvidos no controle da expansão do cumulus [ciclooxigenase 2 (COX2), hialurona sintetase 2 (HAS2), proteína indutora do fator de necrose tumoral 6 (TSG6) e pentraxina 3 (PTX3)]. A BMP15 e o FGF10 aumentaram a porcentagem de COCs completamente... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The oocyte actively participates in the regulatory mechanisms of cumulus-oocyte complex (COC) maturation via secretion of paracrine factors. Bone morphogenetic protein 15 (BMP15) and growth and differentiation factor 9 (GDF9) have concentrated most of the attention directed to oocyte secreted factors (OSFs) and have been shown to enhance developmental competence of the COC. In addition, fibroblast growth factors (FGFs) have also been recognized as important OSFs. Recently, we detected the expression of FGFs in the oocytes and their receptors in cumulus cells (FGF10 and its receptors FGFR1B and 2B; FGF8 and 17 and their receptors FGFR2C and 3C), suggesting the involvement of the FGF system in the regulation of cumulus cells differentiation. The present study investigated the mRNA expression pattern for FSOs (BMP15, GDF9, FGF8, FGF10 and FGF17) and their receptors, as well as of epidermal growth factor (EGF)-like family members [ampiregulina (AREG), epiregulina (EREG) and betacelulina (BTC)] during bovine COC in vitro maturation (IVM) stimulated by FSH. The FSH stimulated mRNA expression of FGFR2C, FGFR3C, FGFR1B, ALK6, AREG and EREG in cumulus cells during IVM. Messenger RNA expression of FGF8 and FGF17, but not of BMP15, GDF9 and FGF10, decreased in the oocyte during IVM. In addition were specifically investigated the actions of BMP15 and FGF10 on cumulus expansion and gene expression of disintegrin and metalloproteinase family members (ADAM10 and ADAM17), of EGF-like family members (AREG, EREG and BTC) and the major expansion-inducing genes genes [cyclooxygenase 2 (COX2), hyaluronan synthase 2 (HAS2), pentraxin 3 (PTX3), tumor necrosis factor-stimulated gene-6 protein (TSG6)]. BMP15 and FGF10 increased the percentage of fully expanded cumulus-oocyte... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Thesis (Sc.D.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Meteorology and Physical Oceanography, 1981. / Microfiche copy available in Archives and Science. / Vita. / Bibliography: leaves 140-145. / by Frank Decatur Marks, Jr. / Sc.D.

Cerca de 40% dos oócitos bovinos fecundados não completam o desenvolvimento da fase de pré-implantação. A aquisição da competência para o desenvolvimento do oócito depende de alterações morfológicas, bioquímicas e moleculares. Essas alterações ocorrem tanto nos oócitos como nas células do cumulus. O presente trabalho estudou a interação cumulus e oócito no processo de morte celular programada nos complexos de cumulus oophoros (COCs) de diferentes classes morfológicas em bovinos. Os COCs foram puncionados de ovários de abatedouro, selecionados e classificados em 3 qualidades morfológicas: A: cumulus completo; B: cumulus parcial; C: cumulus expandido (todos com ooplasma homogêneo). Os COCs foram utilizados para avaliação da maturação nuclear em 0 e em 24h de cultivo do grau de fragmentação do DNA das células do cumulus (CC) antes e após a maturação in vitro, avaliação da competência do desenvolvimento embrionário partenogenético até o 9º dia pós-ativação, avaliação da qualidade dos blastocistos e estimativa dos transcritos e proteínas BCL-2 e BAX em CC maturados por 24h. Os resultados obtidos demonstraram que a maioria dos oócitos imaturos do grupo COC-A estavam em estádio de VGi e apresentavam dano mínimo ou inexistente no DNA. Ao contrário, os COCs B e C após a retirada do folículo apresentavam-se em estádio mais avançado de VG e fragmentação do DNA. Após a maturação dos COCs houve um aumento significativo dos núcleos fragmentados nos grupos COC-C e principalmente no COC-B. A morfologia dos COCs alterou a quantidade de oócitos que conseguiram ultrapassar o bloqueio embrionário e desenvolver à blastocisto e não a qualidade dos blastocistos. A expressão da proteína BCL-2 nos COCs não diferiu entre as diferentes morfologias de COCs. No entanto, a razão entre as proteínas BCL-2/BAX foi maior nos grupos com o cumulus completo e no grupo com o cumulus expandido. O grupo de COC-B foi o que apresentou maior quantidade da proteína BAX e menor relação entre as proteínas BCL-2/BAX. Com base nestes resultados, conclui-se que em COCs de diferentes morfologias existe uma correlação negativa entre fragmentação nuclear e potencial de desenvolvimento embrionário, e ainda que a baixa razão das proteínas BCL-2/BAX está relacionada com o aumento de fragmentação nuclear nas CC. No entanto, essa relação não ocorre com transcritos dos genes BCL-2 e BAX / About 40% of fertilized bovine oocytes do not complete development during the preimplantation period. It is known that the in vitro embryo production system is influenced by several factors, among them, the morphological quality of cumulus-oocyte complexes (COCs). The present work aimed to study the cumulus-oocyte interaction on the process of programmed cell death in bovine COCs of different morphological classes. The COCs were obtained from bovine ovaries and classified according to the morphology of their cumulus cell layers, as follows: class A, compact and with many layers; class B, compact with few layers; class C, expanded (all classes with homogeneous ooplasm). Before in vitro maturation (IVM), the nuclear maturation in COCs and DNA fragmentation in cumulus cells (CC) were evaluated. After IVM, oocytes and CC were analyzed for nuclear maturation, DNA fragmentation and BCL-2 and BAX transcripts and proteins. The developmental competence and quality of parthenogenetic embryos at the 9th day post-activation were also analyzed. The results showed that the majority of class A immature oocytes were at iGV stage, with minimal or inexistent DNA fragmantation, contrasting with the other classes of oocytes. In immature class B and C oocytes, the fGV stage of nuclear maturation was the most frequent, with increased DNA fragmentation. After IVM, an increase in DNA fragmentation was observed in B and C COCs, mainly in B group. The morphological type of COCs was not related with blastocyst quality, but affected the proportion of embryos capable of overcoming developmental block and reaching the blastocyst stage. BCL-2 protein in CC had the same expression level in all the COCs groups. However, the BCL-2/BAX proteins ratio was higher in A and C groups. COC-B had the highest BAX expression and lower ratio. These data demonstrate that there is a negative correlation between DNA fragmentation in CC and embryo developmental potential in different morphological types of COCs, and that the lower the BCL2/BAX protein ratio the greates the DNA fragmentation in CC, but this relation does not occur with transcripts

Cerca de 40% dos oócitos bovinos fecundados não completam o desenvolvimento da fase de pré-implantação. A aquisição da competência para o desenvolvimento do oócito depende de alterações morfológicas, bioquímicas e moleculares. Essas alterações ocorrem tanto nos oócitos como nas células do cumulus. O presente trabalho estudou a interação cumulus e oócito no processo de morte celular programada nos complexos de cumulus oophoros (COCs) de diferentes classes morfológicas em bovinos. Os COCs foram puncionados de ovários de abatedouro, selecionados e classificados em 3 qualidades morfológicas: A: cumulus completo; B: cumulus parcial; C: cumulus expandido (todos com ooplasma homogêneo). Os COCs foram utilizados para avaliação da maturação nuclear em 0 e em 24h de cultivo do grau de fragmentação do DNA das células do cumulus (CC) antes e após a maturação in vitro, avaliação da competência do desenvolvimento embrionário partenogenético até o 9º dia pós-ativação, avaliação da qualidade dos blastocistos e estimativa dos transcritos e proteínas BCL-2 e BAX em CC maturados por 24h. Os resultados obtidos demonstraram que a maioria dos oócitos imaturos do grupo COC-A estavam em estádio de VGi e apresentavam dano mínimo ou inexistente no DNA. Ao contrário, os COCs B e C após a retirada do folículo apresentavam-se em estádio mais avançado de VG e fragmentação do DNA. Após a maturação dos COCs houve um aumento significativo dos núcleos fragmentados nos grupos COC-C e principalmente no COC-B. A morfologia dos COCs alterou a quantidade de oócitos que conseguiram ultrapassar o bloqueio embrionário e desenvolver à blastocisto e não a qualidade dos blastocistos. A expressão da proteína BCL-2 nos COCs não diferiu entre as diferentes morfologias de COCs. No entanto, a razão entre as proteínas BCL-2/BAX foi maior nos grupos com o cumulus completo e no grupo com o cumulus expandido. O grupo de COC-B foi o que apresentou maior quantidade da proteína BAX e menor relação entre as proteínas BCL-2/BAX. Com base nestes resultados, conclui-se que em COCs de diferentes morfologias existe uma correlação negativa entre fragmentação nuclear e potencial de desenvolvimento embrionário, e ainda que a baixa razão das proteínas BCL-2/BAX está relacionada com o aumento de fragmentação nuclear nas CC. No entanto, essa relação não ocorre com transcritos dos genes BCL-2 e BAX / About 40% of fertilized bovine oocytes do not complete development during the preimplantation period. It is known that the in vitro embryo production system is influenced by several factors, among them, the morphological quality of cumulus-oocyte complexes (COCs). The present work aimed to study the cumulus-oocyte interaction on the process of programmed cell death in bovine COCs of different morphological classes. The COCs were obtained from bovine ovaries and classified according to the morphology of their cumulus cell layers, as follows: class A, compact and with many layers; class B, compact with few layers; class C, expanded (all classes with homogeneous ooplasm). Before in vitro maturation (IVM), the nuclear maturation in COCs and DNA fragmentation in cumulus cells (CC) were evaluated. After IVM, oocytes and CC were analyzed for nuclear maturation, DNA fragmentation and BCL-2 and BAX transcripts and proteins. The developmental competence and quality of parthenogenetic embryos at the 9th day post-activation were also analyzed. The results showed that the majority of class A immature oocytes were at iGV stage, with minimal or inexistent DNA fragmantation, contrasting with the other classes of oocytes. In immature class B and C oocytes, the fGV stage of nuclear maturation was the most frequent, with increased DNA fragmentation. After IVM, an increase in DNA fragmentation was observed in B and C COCs, mainly in B group. The morphological type of COCs was not related with blastocyst quality, but affected the proportion of embryos capable of overcoming developmental block and reaching the blastocyst stage. BCL-2 protein in CC had the same expression level in all the COCs groups. However, the BCL-2/BAX proteins ratio was higher in A and C groups. COC-B had the highest BAX expression and lower ratio. These data demonstrate that there is a negative correlation between DNA fragmentation in CC and embryo developmental potential in different morphological types of COCs, and that the lower the BCL2/BAX protein ratio the greates the DNA fragmentation in CC, but this relation does not occur with transcripts