Os mecanismos pelos quais a produção in vitro de embriões (PIVE) bovinos gera embriões com excessivo acúmulo lipídico, com elevado estresse celular e com reduzida criotolerância ainda são desconhecidos. Também permanece desconhecido quando essas alterações acontecem, se acontecem desde a maturação oocitária e o papel que as células do cumulus possuem neste mecanismo. O objetivo do presente trabalho foi estudar e comparar o metabolismo lipídico e homeostase celular, além dos perfis de miRNAs, durante a maturação oocitária e o desenvolvimento embrionário inicial in vivo e in vitro em bovinos. Para isso, o trabalho foi dividido em 4 estudos. No Estudo 1, intitulado \"A maturação in vitro gera complexos cumulus-oócitos metabolicamente desregulados e estressados em bovinos\" foram analisadas as células do cumulus e oócitos de complexos cumulus-oócitos (COCs) imaturos e maturados in vivo e in vitro. Foram realizadas análises de quantificação de lipídeos, espécies reativas de oxigênio (EROs), glutationa reduzida (GSH), razão ATP/ADP assim como expressão de mRNAs e miRNAs relacionados com as vias de metabolismo e homeostase celular. A partir dos dados obtidos neste estudo, concluímos que a maturação in vitro (MIV) provoca aumento de lipídeos no COC, diminuição de GSH e da atividade mitocondrial nos oócitos, acompanhado por uma desregulação massiva das vias relacionadas a metabolismo e homeostase nas células do cumulus da MIV. No Estudo 2, intitulado \"A proteína ligadora de ácidos graxos 3 (Fatty Acid Binding Protein 3 - FABP3) e as projeções transzonais estão envolvidas no acúmulo lipídico durante a maturação in vitro em oócitos bovinos\" foi constatado aumento do conteúdo lipídico e da expressão da FABP3 nas células do cumulus da MIV, quando comparado ao sistema in vivo. Ainda, imunolocalizamos a FABP3 dentro das projeções transzonais (TZPs) e verificamos um aumento concomitante da FABP3 e dos lipídeos oocitários nas primeiras 9 horas da MIV. Mediante a remoção das TZPs às 9 horas da MIV e consequente diminuição lipídica observada no oócito, concluímos que existe um possível transporte de ácidos graxos a partir das células do cumulus até o oócito mediante FABP3 e TZPs. No Estudo 3, intitulado \"Alterações no metabolismo lipídico e homeostase celular entre embriões bovinos produzidos in vivo e in vitro\", verificamos que, mesmo utilizando um cultivo in vitro com baixa tensão de oxigênio e sem soro, os blastocistos da PIVE possuem maiores níveis de lipídeos e EROs que aqueles produzidos in vivo. Além disso, constatamos que essas alterações nos lipídeos durante a PIVE não estão acompanhadas de alterações de expressão, porém, existe um aumento na expressão de genes relacionados com estresse. No último estudo, \"O sistema in vitro altera o perfil de miRNAs durante a maturação oocitária e desenvolvimento embrionário inicial em bovino\", constatamos as diferenças no perfil de miRNAs e nas vias reguladas por estes nas células do cumulus e oócitos maturados in vivo e in vitro e em blastocistos produzidos in vivo e in vitro. Verificamos uma maior regulação por miRNAs durante a maturação nas células do cumulus comparado ao oócito. Além do mais, tanto no COC quanto nos blastocistos, os miRNAs mostraram regular vias importantes do metabolismo, comunicação celular e vias de sinalização importantes para a maturação e desenvolvimento embrionário inicial. Conjuntamente, este trabalho permitiu elucidar as diferenças que a PIVE provoca no metabolismo e homeostase celular e na expressão de miRNAs. / The mechanism through which in vitro embryo production (IVEP) generates embryos with higher lipid accumulation, overstressed and with reduced cryotolerance is unknown. It is also unknown when these alterations take place, if occurs since the oocyte maturation and the role of cumulus cells in this mechanism are also unknown. The aim of the present work was to study and compare the lipid metabolism and cellular homeostasis, as well as the miRNAs profile during oocyte maturation and early in vivo and in vitro embryo development in bovines. For that, the present work was divided in 4 studies. In Study 1, entitled \"in vitro maturation generates metabolically disrupted and overstressed cumulus-oocyte complexes in bovines\" cumulus cells and oocytes from immature and in vivo and in vitro matured cumulus-cells complexes (COC) were analyzed. Analysis of lipid stores, oxygen reactive species (ROS), reduced glutathione and ATP/ADP ratio quantification, as well as mRNAs and miRNAs involved with metabolism and cellular homeostasis pathways were performed. From the obtained data in this study, we concluded that in vitro maturation (IVM) leads to an increase of lipids in the COC, a decrease of oocyte GSH and mitochondrial activity, as well as a massive deregulation in metabolism and homeostasis related pathways in MIV cumuls cells. In Study 2, \"Fatty Acid Binding Protein 3 and transzonal projections are involved on lipid accumulation during in vitro maturation in bovine oocytes\" we observed an increase of lipid accumulation and FABP3 expression in MIV cumulus cells when compared to the in vivo system. Furthermore, we immunolocalized the FABP3 inside the transzonal projections (TZPs) and verified a concomitant increase of FABP3 and oocyte lipids on the first 9 hours of MIV. By removing the TZPs at 9 hours of MIV and by the consequent lipid decrease observed in the oocyte, we concluded that there is a possible traffic of fatty acids from the cumulus cells to the oocyte mediated by FABP3 and TZPs. In Study 3, entitled \"Alterations in lipid metabolism and cellular homeostasis between in vivo and in vitro produced bovine embryos\", we observed that, even though under serum free and low oxygen tension used during in vitro culture was used, IVP blastocysts had higher lipid and ROS levels than the counterparts produced in vivo. Moreover, we found that these lipid alterations during IVP are not followed by corresponding genes expression alterations, however, there is an increase of the expression of stress related genes. In the last study, \"in vitro system alters miRNAs profile during oocyte maturation and early embryo development in bovines\", we observed differences in miRNAs profiles and in pathways modulated by them in in vivo and in vitro matured cumulus cells and oocytes and in in vivo and in vitro produced blastocysts. We observed an intense miRNAs regulation during maturation in cumulus cells when compared to the oocyte. Furthermore, in both COC and blastocysts, miRNAs regulated important metabolism, cellular communication pathways, as well as important signaling pathways for maturation and early embryo development. Taken together, the findings of the present work allowed us to elucidate the differences caused by IVEP on cell metabolism and homeostasis as well as on miRNAs expression.

Os mecanismos da infertilidade relacionada à endometriose ainda não foram esclarecidos, embora diversos estudos proponham um efeito deletério desta doença sobre a qualidade oocitária (QO). No entanto, a análise de oócitos em pacientes com endometriose não é rotineiramente exequível, uma vez que os oócitos humanos raramente são doados para pesquisa e sua aplicação em técnicas invasivas impede sua utilização em procedimentos de reprodução assistida. Neste contexto, as evidências sugerem que as células cumulus (CC) podem ser utilizadas como biomarcadores indiretos capazes de prever a QO. Desta forma, através de um estudo inédito, objetivamos determinar o perfil diferencial de transcritos em CC de mulheres inférteis, com e sem endometriose avançada, submetidas à estimulação ovariana controlada para injeção intracitoplasmática de espermatozoides. Para tanto, realizamos um estudo caso-controle, que analisou via sequenciamento de nova geração de RNA (RNA-Seq), 3 grupos (controle, endometriose III/IV sem endometrioma e endometriose III/IV com endometrioma), com 3 pools de 3 pacientes cada. Dentre os principais genes desregulados identificados nas comparações entre os grupos com endometriose avançada e mulheres sem a doença foram evidenciados transcritos com expressão alterada envolvidos na via de fosforilação oxidativa, genes relacionados aos processos da acetilação e conjugação de ubiquitina, além de genes associados a via de biossíntese do colesterol e do estradiol. Esses resultados demonstram que as CC de mulheres inférteis com endometriose avançada apresentam alterações moleculares possivelmente relacionadas ao desenvolvimento folicular e oocitário. Através do enriquecimento dos principais genes desregulados, nossos dados indicam as potenciais vias alteradas nesse processo que podem interferir na aquisição da competência gamética e por sua vez, mediar o comprometimento da fertilidade dessas pacientes. / The endometriosis related infertility mechanisms still remain to be elucidated, although several studies propose a deleterious effect of this disease on oocyte quality. However, the oocyte analysis in patients with endometriosis is not routinely feasible, since human oocytes are rarely donated to researches and their application in invasive techniques precludes their use in reproduction procedures. In this context, evidences suggest that cumulus cells (CC) could be used as indirect biomarkers capable of predicting oocyte quality. Thus, through an unprecedented study, we aimed to determine the differential transcripts profile in CC of infertile women with and without advanced endometriosis and its different stages, undergoing controlled ovarian stimulation for intracytoplasmic sperm injection. Therefore, we performed a case-control study, which analyzed by RNA next generation sequencing (RNA-Seq), 3 groups (control, endometriosis III/IV without endometrioma and endometriosis III/IV with endometrioma), with 3 pools of 3 patients each. The comparison of top deregulated genes among groups of advanced endometriosis and control patients show us altered genes associated with oxidative pathways, acetylation and ubiquitination process, aside from genes related to cholesterol and estradiol regulation. These data elucidated that CC of infertile woman with advanced endometriosis carried essential molecular alteration linked with follicular and gametic development. Through enrichment of the top deregulated genes, we can point out the potential pathways altered in this process toward oocyte commitment and infertility in these patients.

A produção in vitro de embriões é uma biotecnologia bastante difundida mundialmente. O Brasil, em 2015, foi responsável por aproximadamente 67% dos embriões bovinos produzidos in vitro no mundo (PERRY, 2014). Embora essa tecnologia seja bastante utilizada, é de grande interesse para o mercado desenvolver estratégias que levem ao maior aproveitamento dos oócitos obtidos e compreender os mecanismos, dentro do ambiente folicular, que determinam a competência oocitária. O microambiente folicular é fundamental para o crescimento e a aquisição da competência oocitária, tornando o oócito apto a desenvolver-se e manter o embrião até a transição materno embrionária. Para tanto, os componentes foliculares - células da granulosa, células do cumulus, oócito e líquido folicular - precisam trabalhar em unidade, visto que possuem uma relação de interdependência. Dentro dos mecanismos de comunicação existentes no ambiente folicular estão as vesículas secretadas por células, chamadas vesículas extracelulares, que foram descritas no líquido folicular, contendo material bioativo como proteínas, lipídios e RNAs, incluindo os microRNAs. Contudo, os componentes do ambiente folicular podem refletir na qualidade do oócito que será produzido e a hipótese geral deste trabalho é de que os miRNAs presentes no ambiente folicular regulam vias de sinalização importantes para o desenvolvimento oocitário e que os miRNAs e ou RNAs mensageiros presentes nas células foliculares podem ser explorados como importantes ferramentas para o diagnóstico da qualidade oocitária. O primeiro estudo determinou perfis transcricionais de miRNAs em células da granulosa, em complexos cumulus-oócito e em vesículas extracelulares derivadas destas células e também do fluido folicular. Além de conhecer a origem e o papel dos miRNAs no ambiente folicular, estes perfis de expressão indicaram a regulação no ambiente folicular da via de sinalização da PI3K-Akt. No segundo estudo, componentes desta via de sinalização foram então determinados em células foliculares associadas a oócitos de alta ou baixa competência ao desenvolvimento. Os resultados demonstram que a ativação da via PI3K-Akt em células foliculares correlaciona-se à maior competência oocitária; de modo oposto, a menor atividade desta via nas células foliculares está relacionada à reduzida competência oocitária. Nos estudos três e quatro, um conjunto de experimentos foram realizados para determinar o perfil de microRNAs e RNAs mensageiros em células do cumulus associadas a oócitos de alta ou baixa competência ao desenvolvimento. Buscou-se esclarecer alguns dos mecanismos responsáveis pela melhor qualidade oocitária e levar a identificação de biomarcadores de qualidade oocitária permitindo o avanço e o desenvolvimento de novas ferramentas para intensificar a produção in vitro de embriões bovinos. Por fim, estes resultados demonstram respostas integradas entre oócitos e células foliculares durante o desenvolvimento folicular e o processo de aquisição de competência oocitária e identificaram marcadores de qualidade oocitária. / In vitro embryo production of is a widespread biotechnology worldwide. In 2015 Brazil was responsible for approximately 67% of bovine embryos produced in vitro in the world (PERRY, 2014). Although widely used, to develop strategies that lead to better use of oocytes and understand the mechanisms (in follicular microenvironment) that determine oocyte competence is of great interest to national market. The follicular microenvironment is fundamental for oocyte growth and acquisition of competence, making the oocyte able to develop and maintain the embryo until the embryonic maternal transition. For this end, the follicular components - granulosa cells, cumulus cells, oocytes and follicular fluid - need to work in unity, since they have arelation of interdependence. Within the mechanisms of communication existing within the follicular environment are vesicles secreted by cells, called extracellular vesicles, which were described in follicular fluid, containing bioactive material such as proteins, lipids and RNAs, including microRNAs. The components of follicular environment may reflect the quality of the oocyte that will be produced and the general hypothesis of this work is that the miRNAs present in the follicular environment regulate signaling pathways important for oocyte development and that the miRNAs and/or messenger RNAs present in the follicular cells can be explored as important tools for the diagnosis of oocyte quality. The first study determined profiles of miRNAs in granulosa cells, cumulus-oocyte complexes and extracellular vesicles derived from these cells and also in follicular fluid. In addition, by knowing the origin and role of miRNAs in the follicular environment, the expression profiles indicated the PI3K-Akt signaling pathway regulation in the follicular environment. In the second study, components of this signaling pathway were then determined in follicular cells associated with oocytes of high or low developmental competence. The results demonstrated that the activation of the PI3K-Akt pathway in follicular cells correlates with increased oocyte competence; conversely, the lower activity of this pathway in follicular cells is related to reduced oocyte competence. In studies three and four, experiments were performed to determine the profile of microRNAs and messenger RNAs in cumulus cells associated with oocytes of high or low developmental competence. Aiming to clarify some of the mechanisms responsible for the best oocyte quality that lead to the identification of oocyte quality biomarkers, allows the advancement and development of new tools to intensify the in vitro production of bovine embryos. Finally, results obtained demonstrate integrated responses between oocytes and follicular cells during follicular development and give new insights to the study of oocyte competence acquisition process and identified oocyte quality markers.

Using the regional climate model WRF, and the NCEP-NCAR Reanalysis Project data asboundary and initial conditions, regional precipitation was estimated by means of thedynamical downscaling technique for two selected periods, January 2000 and September2007. These months show very particular climatic characteristics of the precipitationregimen in Central America, like dry (wet) conditions in the Pacific (Caribbean) coast of theCentral American isthmus, in January, and wet (dry) conditions, respectively in each coast,during September. Four-nested-domains, each grids of resolution of 90 km (d01), 30 km(d02), 10 km (d03), and 3.3 km (d04), were configured over this region. The runs werereinitialized each 5 days with 6 hours of spin-up time for adjustment of the model. A total of8 experiments (4 per month) were tested in order to study: a) two important CumulusParameterization Schemes (CPS), Kain-Fritsch (KF) and Grell-Devenyi (GD); and b) thephysical interaction between nested domains (one- and two-way nesting), during eachsimulated month.January 2000 results showed that the modeled precipitation is in agreement withobservations, and also captured the mean climate features of rainfall concerning magnitude,and spatial distribution, like the particular precipitation contrast between the Pacific and theCaribbean coast.Outputs from September 2007 revealed significant differences when a visual comparison ismade to the spatial distribution of each coarse domain (d01, d02, and d03) with theirrespective domain in each experiment. However, the inner grids (d04) in all theexperiments, showed a similar spatial distribution and magnitude estimation, mainly inthose runs using one-way nesting configuration. Furthermore, the results for this mothdiffer substantially with observations, and the latter could be related with associateddeficiencies in the boundary condition that do not reproduce well the transition periodsfrom warm to cold El Niño episodes.Moreover, in all the experiments, the KF scheme calculated more precipitation than the GDscheme and it is associated to the ability of the GD scheme to reproduce spotty but intenserainfall, and apparently, this scheme is reluctant to activate, frequently yielding little or norain. However, when rainfall does develop, it is very intense.Also, the time series do not replicate specific precipitation events, thus, the 5-daysintegration period used in this study, is not enough to reproduce short-period precipitationevents.Finally, physical interaction issues between the nested domains are reflected indiscontinuities in the precipitation field, which have been associated to mass fieldadjustment in the CPS. / Nederbörden i Central Amerika har uppskattats med dynamisk nedskalning för två utvaldaperioder, januari 2000 och september 2007. Global återanalysdata från NCEP-NCARsåteranalysprojekt har använts som randdata och initialdata till den regionalaklimatmodellen WRF. De studerade månaderna uppvisar stora variationer inederbördsmönster, t ex lite (mycket) nederbörd under januari och mycket (lite) nederbördunder september för kustområdena längs Stilla havet (Karibiska havet). Fyra nästladedomäner över Central Amerika har använts med en upplösning på 90 km (d01), 30 km (d02),10 km (d03) och 3,3 km (d04). Simuleringarna initialiserades var 5:e dag och de första 6timmarna efter varje initialisering används för modellens anpassning till initialtillståndet.Totalt 8 experiment genomfördes (4 för varje månad) för att studera: (a) två olika sätt attparameterisera konvektion i Cumulusmoln (CPS), Kain-Fritsch (KF) och Grell-Devenyi (GD)och (b) den fysikaliska interaktionen mellan de nästlade domänerna (en- respektive tvåvägsnästlade scheman).För januari 2000 var det god överensstämmelse mellan modellerad och observeradnederbörd. Modellen beskriver väl såväl mängden nederbörd som den rumsligafördelningen, t ex den stora kontrasten mellan kustområdena längs Stilla havet och Karibiskahavet.För september 2007 uppvisar den modellerade nederbörden stora skillnader i de olikaexperimenten för de yttre domänerna (d01, d02, d03). För den inre domänen (d04) ärresultaten från de olika experimenten betydligt mer lika, särskilt för experimenten medenvägs nästlade scheman. Vidare skiljer sig den modellerade nederbörden väsentligt frånobserverad nederbörd under september 2007. Detta kan förklaras med felaktiga randdatapå grund av problemet i återanalys data att reproducera perioder med övergång från varmtill kall El Niño. I alla experiment gav KF mer nederbörd än GD, det kan förklaras med att GDbättre reproducerar kortvarig, intensiv nederbörd. Det finns en viss tröghet innannederbörden i GD aktiveras, vilket innebär större frekvens av lite eller ingen nederbörd. Närnederbörden väl utvecklas blir den dock intensiv. WRF-modellen klarar inte av att återgespecifika nederbördshändelser för de genomförda experimenten, vilket betyder att 5-dagarär för lång simuleringstid för att kunna reproducera specifika händelser. Slutligen,interaktion mellan de nästlade domänerna skapar diskontinuiteter i nederbördsmöns.

Prédire la capacité de développement et d'implantation des embryons reste un enjeu majeur pour l’Assistance Médicale à la Procréation (AMP). L’AMP doit répondre au désir du couple d’avoir un enfant en limitant les risques encourus par la mère et l’enfant en cas de grossesse multiple. Tous les laboratoires d’AMP utilisent des critères morphologiques pour évaluer la compétence au développement des embryons en dépit de la faible valeur prédictive de cette analyse. L'interaction ovocyte-cumulus participe à l’acquisition par l'ovocyte de sa compétence au développement. Cette interaction met en jeu l’expression de gènes spécifiques dans les cellules de cumulus (CCs). Notre objectif était d'identifier des marqueurs non invasifs de la compétence ovocytaire au développement. Ainsi nous avons recherché au niveau des CCs des gènes et des protéines exprimés en fonction de l’aptitude de l’ovocyte fécondé à atteindre le stade de blastocyste. L'expression des gènes des CCs a été étudiée par puce à ADN et qPCR haut débit. Après avoir tenu compte de la variabilité des patientes, nous avons identifié les gènes RGS2, POLR3K et CUL4B comme biomarqueurs. L'expression des protéines des CCs a été étudiée par puce à protéines et après validation des anticorps ciblant les protéines d'intérêt, les protéines RGS2, POLR3K et MERTK ont été identifiées comme biomarqueurs de la compétence au développement de l'ovocyte. Ces résultats permettent d’envisager la création d’un modèle prédictif multicritère incluant la morphologie de l’embryon à J2, les gènes et protéines marqueurs. / The ability to predict the developmental and implantation ability of embryos remains a major goal in human assisted reproductive technology (ART).ART should allow couple to become parents while limiting the risks to the mother and the child in case of multiple pregnancy. ART laboratories use morphological criteria to evaluate the oocyte competence despite the poor predictive value of this analysis. The oocyte-cumulus interaction helps the oocyte to acquire its developmental competence partly through the expression of specific genes at the cumulus level. Therefore our aim was to identify at the level of cumulus cells (CCs) genes and proteins related to oocyte developmental competence as non-invasive marker. Gene expression of CCs was studied using microarray and high throughput qPCR according to the developmental competence of the oocyte (ability to reach the blastocyst stage after fertilization). While taking into account the patient variability we identified RGS2, POLR3K and CUL4B as biomarkers at RNA level. Then protein expression of CCs was studied using Reverse Phase Protein Array. After validation of the antibodies targeting the proteins of interests, RGS2, POLR3K and MERTK were identified as protein biomarkers of the developmental competence of the oocyte. These results lead us to consider a multi variables predictive model including the morphology of the embryo at J2, genes and protein markers.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-05-14T20:44:44Z No. of bitstreams: 1 WALÉRIA SOUZA FIGUEIRA – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2015.pdf: 2735921 bytes, checksum: c2ab85caa20115480b90d1325acfad13 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-14T20:44:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WALÉRIA SOUZA FIGUEIRA – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2015.pdf: 2735921 bytes, checksum: c2ab85caa20115480b90d1325acfad13 (MD5) Previous issue date: 2015-03-05 / CNPq / Este trabalho teve como objetivo estudar o efeito da remoção de umidade da camada limite planetária por cúmulos rasos. Para tal, esse efeito foi inserido no código do modelo BRAMS. Foram realizados dois experimentos: no primeiro experimento de controle (EXP_ORI), o modelo foi inicializado em sua forma original e no segundo (EXP_AJUST), o modelo foi integrado para as mesmas condições que o EXP_ORI, porém com o devido ajuste realizado no código do BRAMS. O modelo foi integrado para um período de 774 horas a partir da 00 UTC do dia 1° de janeiro até a 00 UTC do dia 1° de fevereiro de 2011. Para facilitar a análise quanto ao impacto desse ajuste no ciclo diário médio das variáveis termodinâmicas de superfície e da precipitação convectiva, foram feitas médias em duas áreas distintas de 1°x1°, uma área sobre superfície florestada (localizada no sul do Amazonas) e outra área sobre superfície desflorestada (localizada no norte da Bolívia). De forma geral, os resultados mostraram que houve diferenças notáveis no perfil termodinâmico da troposfera inferior devido à implementação do novo ajuste. As taxas de aquecimento e umedecimento, em ambas as áreas, tiveram picos as 09 e 09:30 horas local, embora o seu efeito líquido tenha se mostrado nas horas seguintes, o principal impacto ocorreu no início da tarde. O ciclo diário dos fluxos à superfície também foram sensíveis ao ajuste realizado no modelo. Já o comportamento e a quantidade da precipitação convectiva acumulada ao longo do dia foram melhorados no EXP_AJUST, principalmente na área desflorestada. / The objective of this work was to the effects of moisture removal from the planetary boundary layer by shallow cumulus. To reach this goal, this effect was implemented into the BRAMS model code. Two experiments were performed: in the control experiment (EXP_ORI), the model was initialized in its original form and in the second one (EXP_AJUST) the model was run to the same conditions as the EXP_ORI but with due adjustment made in BRAMS code. The model was run for a period of 774 hours, from 00 UTC of 1 January to 00 UTC of 1 February 2011. To facilitate the analysis of the impact of this adjustment on the mean daily cycle of thermodynamic variables of surface and convective precipitation, averages were performed in two different areas of 1° x 1°, an area of forested area (located in the south of the Amazon) and other deforested area on surface (located in northern Bolivia). Overall, the results showed that there were important differences in the thermodynamic profile of the lower troposphere due to the implementation of new setting in the BRAMS code. Values of moistening and heating rates in both areas peaked around 09 and 09:30 local time, although their net effect were felt later, the impact occurred mainly early afternoon. The daily cycle of surface fluxes were also sensitive to the adjustment performed in the model. Also the behavior and the amount of convective precipitation accumulated during the day in EXP_AJUST were improved, especially in deforested area.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2017-05-05T14:30:11Z No. of bitstreams: 1 Marquiliano Farias de Moura.pdf: 1343014 bytes, checksum: 18474259144cdf58c8045b49e60f7998 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-05T14:30:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marquiliano Farias de Moura.pdf: 1343014 bytes, checksum: 18474259144cdf58c8045b49e60f7998 (MD5) Previous issue date: 2014-08-04 / It was carried out a morphological study on Oocyte Cumulus Complex of sheep (COCs), in order to characterize them quantitatively, both during the proestrus and diameter phases of the estrous cycle, as during different periods of the gestation. COCs were collected from antral follicles (3-6 mm) with regular, slightly grainy and multiple layers of cumulus cytoplasm (COC Grade I) fixed on glutaraldehyde and embedded in paraffin, as well as sectioned into sections of 5 μm. The principle of the nucleator was used to estimate average volumes of oocytes, cumulus cells and their nuclei. The thicknesses of the pellucida zone, as well as the numerical percentages of different types of cumulus cells were evaluated. There was a synchronous increase of the volume of the oocyte and its nucleus from diestrus to proestrus phases. Concerning the ones collected in the gestation stages, there was a parameter volume reduction as the pregnancy progresses. The thickness of the pellucida zone was reduced during the periods approaching ovulation. Three types of cumulus cells were observed (C1-C3). The results suggest that cumulus cells respond to circulating hormone levels during the estrous cycle and gestation. / Um estudo morfológico foi realizado em complexos cumulus oophorus de ovinos (CCOs), a fim de caracterizá-los durante as fases de proestro e dietro do ciclo estral, e durante diferentes períodos de gestação. CCOs foram colhidos a partir de folículos antrais (3-6 mm) com citoplasma regular, levemente granulado e com múltiplas camadas de células do cúmulus (CCO Grau I). Fixados em glutaraldeído e incluso em parafina, e seccionado em cortes de 5 μm. O volume médio dos oócitos com e sem zona pelúcida foram maiores nas fases de proestro, havendo redução desses volumes nas fases de diestro, G30 e G60, respectivamente. No entanto, foi observado que na fase de proestro o volume do núcleo foi inferior quando comparado aos núcleos das fases de diestro, G30 e G60. A zona pelúcida apresentou-se mais delgada à medida que no volume do oócito aumentou. As células do cumulus e seus respectivos núcleos mantiveram os volumes inalterados durante todas as fases estudadas. Houve diferença significativa quando comparado o volume dos tipos de células do cumulus em todas as fases. Também foram observados e classificados vários tipos (C1, C2 e C3) de células do cumulus, na fase de proestro houve uma maior proporção de células do tipo C3, seguido de significativa redução desse tipo de célula nas fases de diestro, G30 e G60. Já o tipo de célula C1 e C2 foram mais frequentes no grupo G60. Conclui-se que a morfologia das células do cumulus, da zona pelúcida, do citoplasma e do núcleo de complexo cumulus oophorus de folículos antrais ovinos apresenta-se morfologicamente distinta de acordo com as fases do ciclo estral e gestação.

Os mecanismos da infertilidade relacionada à endometriose ainda não foram esclarecidos, embora diversos estudos proponham um efeito deletério desta doença sobre a qualidade oocitária (QO). No entanto, a análise de oócitos em pacientes com endometriose não é rotineiramente exequível, uma vez que os oócitos humanos raramente são doados para pesquisa e sua aplicação em técnicas invasivas impede sua utilização em procedimentos de reprodução assistida. Neste contexto, as evidências sugerem que as células cumulus (CC) podem ser utilizadas como biomarcadores indiretos capazes de prever a QO. Desta forma, através de um estudo inédito, objetivamos determinar o perfil diferencial de transcritos em CC de mulheres inférteis, com e sem endometriose avançada, submetidas à estimulação ovariana controlada para injeção intracitoplasmática de espermatozoides. Para tanto, realizamos um estudo caso-controle, que analisou via sequenciamento de nova geração de RNA (RNA-Seq), 3 grupos (controle, endometriose III/IV sem endometrioma e endometriose III/IV com endometrioma), com 3 pools de 3 pacientes cada. Dentre os principais genes desregulados identificados nas comparações entre os grupos com endometriose avançada e mulheres sem a doença foram evidenciados transcritos com expressão alterada envolvidos na via de fosforilação oxidativa, genes relacionados aos processos da acetilação e conjugação de ubiquitina, além de genes associados a via de biossíntese do colesterol e do estradiol. Esses resultados demonstram que as CC de mulheres inférteis com endometriose avançada apresentam alterações moleculares possivelmente relacionadas ao desenvolvimento folicular e oocitário. Através do enriquecimento dos principais genes desregulados, nossos dados indicam as potenciais vias alteradas nesse processo que podem interferir na aquisição da competência gamética e por sua vez, mediar o comprometimento da fertilidade dessas pacientes. / The endometriosis related infertility mechanisms still remain to be elucidated, although several studies propose a deleterious effect of this disease on oocyte quality. However, the oocyte analysis in patients with endometriosis is not routinely feasible, since human oocytes are rarely donated to researches and their application in invasive techniques precludes their use in reproduction procedures. In this context, evidences suggest that cumulus cells (CC) could be used as indirect biomarkers capable of predicting oocyte quality. Thus, through an unprecedented study, we aimed to determine the differential transcripts profile in CC of infertile women with and without advanced endometriosis and its different stages, undergoing controlled ovarian stimulation for intracytoplasmic sperm injection. Therefore, we performed a case-control study, which analyzed by RNA next generation sequencing (RNA-Seq), 3 groups (control, endometriosis III/IV without endometrioma and endometriosis III/IV with endometrioma), with 3 pools of 3 patients each. The comparison of top deregulated genes among groups of advanced endometriosis and control patients show us altered genes associated with oxidative pathways, acetylation and ubiquitination process, aside from genes related to cholesterol and estradiol regulation. These data elucidated that CC of infertile woman with advanced endometriosis carried essential molecular alteration linked with follicular and gametic development. Through enrichment of the top deregulated genes, we can point out the potential pathways altered in this process toward oocyte commitment and infertility in these patients.

A Síndrome dos Ovários Policísticos (SOP) representa um dos distúrbios endócrinos reprodutivos mais comuns em mulheres em idade reprodutiva. As mulheres com SOP normalmente respondem bem ao tratamento de reprodução assistida (TRAs), mas frequentemente apresentam oócitos de baixa qualidade e capacidade reprodutiva, a qual está correlacionado com a interação do oócito com as células do cumulus. A baixa qualidade oocitária pode estar relacionada a perda de estabilidade genômica do oócito, ou até mesmo das células do cumulus, o que pode levar a uma redução gradativa da fertilidade feminina. Os telômeros e a atividade da telomerase possuem um papel fundamental na manutenção da estabilidade genômica e são considerados importantes marcadores de viabilidade celular, podendo ser um indicativo da qualidade oocitária. O objetivo do estudo foi avaliar o comprimento do telômero e atividade da telomerase nas células do cumulus de mulheres com SOP. Neste estudo prospectivo caso-controle foram incluídas 110 voluntárias, sendo 43 mulheres com SOP e 67 controles no período de Setembro de 2015 a Junho de 2017. Foram avaliados os dados como idade, Índice de massa corporal (IMC), hormônio luteinizante (LH), hormônio folículo estimulante (FSH), globulina de ligação de hormônios sexuais (SHBG), prolactina, estradiol, insulina, testosterona total, androstenediona, índice de androgênio livre (FAI), homocisteína e proteína c-reativa. Foi avaliado o comprimento do telômero nas células do cumulus de oócitos imaturos (CCI), nas células do cumulus de oócitos maduros (CCM), nos oócitos imaturos no estágio de vesícula germinativa (VG), nos oócitos imaturos em metáfase I (MI) e nos leucócitos pelo método quantitativo da reação em cadeia da polimerase (qPCR). A atividade da telomerase das CCI, CCM, dos oócitos VG e MI foram avaliadas pelo Kit TRAPeze® XL. A análise estatística foi determinada pelo teste Mann-Whitney, regressão linear múltipla e correlação de Spearman. Os resultados foram que as variáveis IMC (p=0,001), LH (p=0,015), estradiol (p=0,004), insulina (p=0,002), testosterona (p<0,0001), androstenediona (p=0,001), FAI (p<0,0001) e proteína c-reativa (p=0,003) foram maiores no grupo SOP. FSH (p=0,0002) foi menor no grupo SOP. A prolactina e a homocisteína não diferiram entre os grupos. O comprimento do telômero nas CCI não diferiu entre os grupos SOP e controle (1,60±0,56 vs 1,58±0,33; p=0,649, respectivamente), bem como o comprimento do telômero nas CCM não diferiu entre os grupos SOP e controle (1,61±0,47 vs 1,70±0,43; p=0,378, respectivamente). Entretanto, nos leucócitos o comprimento do telômero foi menor no grupo SOP (p=0,025). A atividade da telomerase nas CCI foi maior no grupo SOP do que no grupo controle (1,62±1,49 vs 0,30±0,42; p=0,003, respectivamente) e a atividade da telomerase nas CCM também foi maior no grupo SOP do que no grupo controle (1,39±1,63 vs 0,55±0,84; p=0,022, respectivamente). O comprimento do telômero e a atividade da telomerase nos oócitos VG e MI não diferiu entre os grupos. Uma correlação positiva foi observada entre a atividade da telomerase e o comprimento do telômero nas CCI no grupo controle (p=0,051). O grupo SOP apresentou uma correlação positiva entre a atividade da telomerase e o comprimento do telômero, porém nas CCM (p=0,048). Foi observada uma correlação positiva do comprimento do telômero entre as células (leucócitos, CCI e CCM) em ambos os grupos. Os dados sugerem que a SOP parece não afetar o comprimento do telômero nas CCI e CCM, apenas nos leucócitos. Por outro lado, uma maior atividade da telomerase nas CCI e CCM pode ser necessária para a manutenção do comprimento telomérico à nível reprodutivo nas mulheres com SOP. / Polycystic Ovarian Syndrome (PCOS) represents one of the most common reproductive endocrine disorders in women of reproductive age. Women with PCOS, despite responding well to Assisted Reproduction Treatments (ART), the oocytes usually have low quality and reproductive capacity, which is correlated to oocyte interaction with cumulus cells. The low oocyte quality may be related to loss of genomic stability of oocytes, or even cumulus cells, and may lead to a reduction of female fertility. The telomere length and telomerase activity play a fundamental role in maintaining genomic stability, which is considered an important molecular marker of cell viability, whose alterations are related to apoptosis and/or senescence, maybe also an indicative of oocyte quality. The aim of the study was to evaluate the telomere length and telomerase activity in cumulus cells of women with PCOS. In this prospective case-control study, 110 volunteers were included, 43 women with PCOS and 67 controls from September 2015 to June 2017. Data were evaluated as age, body mass index (BMI), luteinizing hormone (LH), follicle stimulating hormone (FSH), sex hormone binding globulin (SHBG), prolactin, estradiol, insulin, total testosterone, androstenedione, index of free androgen (FAI), homocysteine and c-reactive protein. Telomere length in cumulus cells from immature (ICC) and mature (MCC) oocytes, leukocytes and immature oocytes in the germinal vesicle stage (VG) and in metaphase I (MI) were evaluated by quantitative real-time polymerase chain reaction (qPCR). Telomerase activity of ICC, MCC, VG and IM oocytes were evaluated by TRAPeze® XL Kit. Statistical analyses were determined by the MannWhitney test, multiple linear regression and Spearman\'s correlation. The results were that the variables BMI (p=.001), LH (p=.015), estradiol (p=.004), insulin (p=.002), testosterone (p<.0001), androstenedione (p=.001), FAI (p<.0001) and c-reactive protein (p=.003) was increased in PCOS group. FSH (p=.0002) was smaller in PCOS group. Prolactin and homocysteine were not different between the groups. The telomeres length in ICC did not differ between PCOS and control groups (1.60±0.56 vs 1.58±0.33; p=.649, respectively). The telomeres length in MCC did not differ between PCOS and control groups (1.61±0.47 vs 1.70±0.43; p=.378, respectively). However, in leukocytes reduced telomeres were observed in the PCOS (p=.025), respectively. The telomerase activity in ICC was higher in the PCOS group than in the control group (1.62±1.49 vs 0.30±0.42; p=.003, respectively) and the telomerase activity in MCC was higher in the PCOS group than in the control group (1.39±1.63 vs 0.55±0.84; p=.022, respectively). The telomere length and telomerase activity in VG and MI oocytes did not differ between groups. A positive correlation between telomerase activity and telomere length in the ICC was observed in control group (p=.051). PCOS also presented a positive correlation between telomerase activity and telomere length in MCC (p=.048). Telomere length of leukocytes, ICC and MCC were a positive correlated in both groups. The data suggest that PCOS does not appear to affect telomere length in ICC and MCC, only in leukocytes. On the other hand, a greater activity of telomerase in CCI and CCM may be necessary for the maintenance of telomere length at the reproductive level in women with PCOS.

L'ovocyte se développe au sein d'un follicule, en contact étroit avec des cellules d'origine somatique, les cellules de cumulus (CC). Ces deux types cellulaires communiquent entre eux via des jonctions intercellulaires, permettant ainsi la régulation et la coordination du métabolisme pendant le développement et la maturation de l'ovocyte. Notre hypothèse est que l'expression et la régulation des gènes dans les CC joue un rôle crucial dans des fonctions essentielles pour la croissance de l'ovocyte et l'acquisition de sa compétence. Mes travaux de thèse comportent deux parties. Dans la première partie nous avons utilisé le séquençage haut débit pour examiner le répertoire des microARN (communément appelés miRNA) dans les cellules de cumulus et dans l'ovocyte. Les miRNA, séquences d'ARN non codantes dont la longueur varie entre 19 et 25 nucléotides, ont émergé récemment comme régulateurs majeurs de nombreux processus biologiques, dont le vieillissement. Nous avons identifié 32 miRNA spécifiquement dans les cellules de cumulus humains et seulement 3 dans l'ovocyte MII. Dans la seconde partie de nos travaux, nous avons analysé l'impact de l'âge maternel sur l'expression des gènes dans les cellules de cumulus. Alors qu'une baisse de la compétence de l'ovocyte avec l'avancement de l'âge maternel est bien établie, les bases moléculaires de ce phénomène demeurent peu connues. Dans une première étape pour aborder cette question, nous avons utilisé des puces à ADN pour analyser les profils d'expression des gènes des CC en fonction de l'âge maternel. De façon remarquable l'âge maternel impacte significativement l'expression de gènes qui sont critiques pour la maturation de l'ovocyte tels que les gènes impliqués dans l'angiogenèse, les voies de signalisation de TGF-ß et de l'insuline. Par l'utilisation d'outils bioinformatiques, nous avons aussi identifié des miRNA potentiels régulateurs de gènes impliqués dans des processus ou des voies impactés par l'âge ; ils pourraient constituer de nouveaux biomarqueurs pour prédire un vieillissement ovarien prématuré ainsi que la qualité et la compétence de l'ovocyte. / The oocyte develops into a follicle where it is in close contact with cumulus cells (CCs), of somatic origin. The two cell types undergo a bidirectional communication via gap junctions, which results in the regulation and coordination of the metabolism during oocyte development and maturation. We assume that gene expression and regulation in the CCs play a crucial role in functions that are essential for oocyte growth and competence acquisition. The present study may be subdivided in two parts. In the first part we used deep sequencing to investigate the repertoire of miRNAs in the cumulus cells and the oocyte. MicroRNAs that are noncoding RNA sequences whose length is approximately 19-25 nucleotides have emerged as important regulators in many biological processes including aging. Our data showed that 32 miRNAs were specifically expressed in human cumulus cells while only 3 miRNAs were identified in MII human oocyte. The impact of maternal age on gene expression in cumulus cells was addressed in a second part of my thesis work. While the correlation of oocyte competence decline with advancing maternal age is well established, little is known on its molecular basis. In a first attempt to address this issue, we used microarrays to study gene expression profiles of human cumulus cells according to maternal age. Remarkably, maternal age greatly impacted expression of genes that are critical for oocyte maturation such as genes involved in angiogenesis, TGF-β signaling, and insulin signaling pathways. Also, using bioinformatic tools, we identified miRNAs that potentially target some of the genes involved in the aging-impacted processes and pathways; this could candidate them as new biomarkers to predict premature ovarian aging and oocyte quality and competence.