Made available in DSpace on 2016-12-08T16:24:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCA12MA036.pdf: 1592456 bytes, checksum: 158df0da96e6278ad45402fbb94c2c38 (MD5) Previous issue date: 2012-07-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The adequate embryo development depends on proper nuclear-cytoplasmic interactions in the embryo. Such interactions are influenced by the donor cell type and quality of recipient oocyte on cloning, as well as by the characteristics of the sperm and the oocyte on in vitro fertilization (IVF). The first study (two experiments) investigated the effect of donor cell type (fibroblastic-like cells - FIB vs. adipocyte-derived mesenchymal stem cells - ADMSC), and host cytoplast (porcine reconstructed with 2 hemi-porcine cytoplasts; mosaic reconstructed with one-hemi-porcine and one hemi-bovine cytoplast; bovine reconstructed using 2 hemi-bovine cytoplasts), on development of porcine somatic cell nuclear transfer (SCNT) embryos. Somatic cell cultures were established from two animals of endangered pig breeds (Mule-foot and Moura) and embryos were reconstructed by hand-made cloning and cultured for 7 days in PZM-3 medium. Mosaic and bovine groups produced lower blastocyst rates than porcine (5.5, 1.9 and 18.0%, respectively). The group ADMSC-mosaic from Moura animal showed an intermediate embryo development on porcine and bovine groups, which is higher than the FIB-mosaic group of the same animal. The percentage of fragmented blastomeres in cleaved embryos and morulas from the mosaic and bovine groups were higher than the porcine. The dynamic of fusion was different according the group of cytoplasm, as observed through mitochondria staining. In the second study (three experiments), we investigated the effect of the histones de-acethylase inhibitor Scriptaid on the in vitro development of the three groups of SCNT reconstructed embryos. Reconstructed embryos were exposed to 500 nM of Scriptaid for 12 h starting just after activation, being then cultured in PZM-3 for 7 days. The blastocyst rates in the porcine (9.2 vs. 17.3%) and mosaic (1.0 vs. 9.2%) groups were increased by Scriptaid treatment (p < 0.05), and the proportion of fragmented morulas was reduced in mosaic (p < 0.05). However, Scriptaid treatment did not increase embryo development in the bovine group. In the second study (three experiments) the influence of distinct oocyte and spermatozoa qualities in their interaction in embryo IVP by IVF was evaluate. On experiment 1 and 3 the blastocyst rates were evaluated (day 7). On experiment 2, two bulls were used for IVF with good or poor oocytes. Bull A did not show difference according the oocyte quality: good (19.8%) and poor (12.7%). Bull B showed higher blastocyst rates in good quality (25.7%) than poor quality oocytes (9.2%). On experiment 2, sperm penetrating capacity was evaluated for both bulls in oocytes of low quality, by sub-zonal sperm injection. The penetration rate observed 3h after the injection from bull A (34.0%) was lower than for bull B (44.3%) (p < 0.05). On experiment 3, both bulls were used for ICSI of good or low quality oocytes and no bull or oocyte quality effect has affected blastocyst rates. In conclusion, the use of reprogramming modulators such as Scriptaid, and alternative technologies such as ICSI are adequate to provide, at least under particular conditions, an increase in embryo development / O desenvolvimento embrionário depende da adequada interação nucleo-citoplasmática, o que é influenciado pelo tipo de célula doadora e pela qualidade do oócito receptor na clonagem, assim como por características dos espermatozóides e oócitos na fecundação in vitro (FIV). O primeiro estudo foi constituído de dois experimentos. O primeiro experimento avaliou o tipo de célula doadora de núcleo (células fibroblásticas - FIB vs. células mesenquimais derivadas de adipócitos - ADMSC), com diferentes citoplastos receptores (suíno reconstruído com dois hemi-citoplasto suínos; mosaico reconstruído com um citoplasto suíno e um citoplasto bovino; bovino reconstruído com dois hemi-citoplastos bovinos), no desenvolvimento de embriões suínos, clonados por transferência nuclear de células somáticas (TNCS). Os cultivos celulares foram estabelecidos a partir de dois suínos de raças ameaçadas de extinção (casco de mula e moura), sendo os embriões reconstruídos por clonagem manual e cultivados in vitro por 7 dias, em meio PZM-3. Os grupos mosaico e bovino apresentaram produção embrionária menor que o grupo suíno (5,5; 1,9 e 18,0%, respectivamente). O grupo ADMSC-mosaico do animal moura apresentou produção embrionária intermediaria em relação ao controle e ao bovino, e superior ao grupo FIB-mosaico do mesmo animal. A porcentagem de blastômeros fragmentados em embriões clivados e mórulas foi superior nos grupos mosaico e bovino, em relação ao grupo suíno. A dinâmica de fusão, observada conforme a migração mitocondrial entre os citoplastos, foi diferente em função do citoplasto empregado. No segundo experimento foi investigado o efeito do inibidor de desacetilases Scriptaid no desenvolvimento embrionário in vitro dos grupos suíno, mosaico e bovino, utilizando-se células fibroblastos do animal moura. Os embriões reconstruídos foram expostos a 500 nM de Scriptaid por 12 h, iniciando a partir da ativação, sendo então cultivados em PZM-3 por 7 dias. A taxa de produção de blastocistos do grupo controle (9,2 vs. 17,3%) e mosaico (1,0 vs. 9,2%) aumentou com o uso de Scriptaid (p < 0,05), enquanto a proporção de fragmentos em mórulas reduziu no grupo mosaico (9,8 vs. 2,8%) (p < 0,05). No entanto, o uso de Scriptaid não aumentou a produção embrionária no grupo bovino. No segundo estudo, constituído de três experimentos, avaliou-se a influência de distintas qualidades de gametas na produção embrionária por FIV, em bovinos. Nos experimentos 1 e 3, foram avaliadas as taxas de produção embrionária no sétimo dia de cultivo. No experimento 2, dois touros de comprovada eficiência na produção embrionária in vivtro, foram utilizados na FIV de oócitos de qualidade boa e ruim. O touro 1 não mostrou diferença na produção embrionária com oócitos de qualidade boa (19,8%) ou ruim (12,7%). O touro 2 apresentou maior produção embrionária com oócitos bons (25,7%) do que com oócitos ruins (9,2%). No experimento 2, a capacidade penetrante dos dois touros foi avaliada em oócitos de qualidade ruim através da técnica de injeção espermática sub-zonal. A taxa de penetração, observada 3 h apos a injeção, foi menor no touro 1 (34,0%) em comparação ao touro 2 (44,3%) (p < 0,05). No experimento 3, o sêmen de ambos touros foi usado para injeção intra-citplasmática de espermatozóides com oócitos de viii ambas qualidades. Não foi observado nenhum efeito de touro ou oócito na produção embrionária. Os resultados permitem concluir que o uso de moduladores da reprogramação como Scriptaid e tecnologias como a ICSI são alternativas adequadas para incrementar, ao menos em condições particulares, o desenvolvimento embrionário

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:24:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCA09MA118.pdf: 160083 bytes, checksum: 25c9450a31e59d2364610c952a970219 (MD5) Previous issue date: 2009-09-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In somatic cell nuclear transfer (SCNT), the type of the recipient cytoplast plays a key role on nuclear reprogramming. Distinct cytoplasts and karyoplasts and different activation protocols were used for bovine embryo cloning aiming to evaluate the effect of the type of cytoplast (oocyte and/or zygote) and the activation protocol (chemical, AQ, or spermatic, AE) on development of cloned blastocysts produced by handmade cloning (HMC). After 17 h of in vitro maturation (MIV), 2,946 oocytes were enucleated by manual bisection resulting in either MII cytoplasts (enucleated) or MII karyoplasts (non-enucleated). An additional group of 2,368 oocytes, in vitro-fertilized (FIV) for 6 h, were manually bisected and segregated in either FIV cytoplasts (enucleated) or FIV karyoplasts (non-enucleated). Cells from a primary culture previously established from a skin biopsy from an adult female bovine were used as nuclei donors (karyoplast CS). Structures were allocated to (a) control groups: FIV; parthenogenesis using zona-intact (PG c/) or zona-free oocytes (PG s/); and clones by SCNT; or (b) experimental groups: G1, FIV cytoplast + MII cytoplast + CS karyoplast; G2, MII cytoplast + FIV karyoplast; G3, FIV cytoplast + FIV karyoplast; G4, FIV cytoplast + FIV cytoplast + CS karyoplast; and G5, MII cytoplast + MII karyoplast. Following electrofusion, experimental groups G1 to G5 were allocated to sub-groups of either sperm-mediated (AE) or additional chemical (AQ) activation. The in vitro culture was carried out in the WOW (wellof- the-well) system. After 20 replications, cleavage (D2) and blastocyst (D7) rates were compared by the &#967;2 test, with values for total cell number and cell allocation in the blastocyst, determined by differential staining, being evaluated by ANOVA, with pairwise comparisons by the Tukey test, for P<0.05 (P<0.05). The only experimental group that yielded a blastocyst development similar to the FIV (27.0%) and SCNT (31.4%) control groups was the subgroup G1 AE (28.2%). This fact may be attributed to a more proper synchrony between the karyoplast and cytoplasts and/or to a more suitable activation process. Embryo development in subgroups G1 AQ (13.7%), G4 AQ (6.4%) and G4 AE (8.7%) was lower than in G1 AE, possibly due to a higher degree of asynchrony in the activation process or cell cycle. The lack of development in groups G2 and G3, irrespective of the activation protocol, was possibly due to the manipulation process during a highly sensible biological period. Likewise, the low cleavage (57.0%) and the lack of development in group G5 (spontaneous activation) in fact showed that the manipulation induced weak spontaneous oocyte activation. In general, total cell number and cell allocation were similar between groups with development to the blastocyst stage. In conclusion, the activation process appeared to be as important to embryo development as the type of cytoplast or karyoplast used for embryo reconstruction. The production of cloned bovine embryos using a more physiological activation process (AE) was proven as a viable procedure, with efficiency rates observed in subgroup G1 AE being similar to groups FIV or TNCS / Na clonagem por transferência nuclear com célula somática (TNCS), o tipo de citoplasto receptor desempenha papel chave na reprogramação nuclear. Distintos citoplastos e carioplastos e condições de ativação foram utilizadas na reconstrução de embriões bovinos com o objetivo de avaliar o efeito do tipo de citoplasto (oócito e/ou zigoto) e do método de ativação (química, AQ, ou espermática, AE) no desenvolvimento de blastocistos clonados produzidos pela técnica de clonagem manual (Handmade Cloning, HMC). Após 17 h de maturação in vitro (MIV), 2.946 oócitos foram enucleados por bissecção manual, resultando em hemi-oócitos enucleados (citoplastos MII) e não enucleados (carioplastos MII). Outros 2.368 oócitos submetidos a 6 h de fecundação in vitro (FIV) foram bisseccionados manualmente e segregados em hemi-zigotos enucleados (citoplastos FIV) e não enucleados (carioplastos FIV). Células de um cultivo celular estabelecido a partir da biópsia auricular de uma fêmea bovina adulta foram utilizadas como núcleos doadores (carioplasto CS). As estruturas foram dispostas em (a) grupos controle: FIV; partenogênese com oócitos com (PG c/) ou sem zona pelúcida (PG s/); e clone por TNCS; ou (b) grupos experimentais: G1, citoplasto FIV + citoplasto MII + carioplasto CS; G2, citoplasto MII + carioplasto FIV; G3, citoplasto FIV + carioplasto FIV; G4, citoplasto FIV + citoplasto FIV + carioplasto CS; e G5, citoplasto MII + carioplasto MII. Após a eletrofusão das estruturas, os grupos experimentais G1 a G45 foram divididos em subgrupos de AQ ou AE. O cultivo in vitro foi realizado pelo sistema WOW (well-of-the-well). Após 20 repetições, as taxas de clivagem (D2) e blastocisto (D7) foram comparadas pelos testes de &#967;2 e os valores para o número total de células e a alocação das linhagens celulares nos blastocistos, determinados por coloração diferencial, foram avaliados por análise de variância, com pareamento comparativo pelo teste de Tukey, para P<0,05. O único grupo experimental que apresentou desenvolvimento embrionário no D7 semelhante aos controles FIV (27,0%) e TNCS (31,4%) foi o subgrupo G1 AE (28,2%). Isso pode ser atribuído a uma melhor sincronia do ciclo celular entre citoplastos e/ou carioplasto e um mais adequado processo de ativação. O desenvolvimento embrionário nos grupos G1 AQ (13,7%), G4 AQ (6,4%) e G4 AE (8,7%) foi menor do que o G1 AE, possivelmente devido à assincronia do processo de ativação ou ciclo celular. O desenvolvimento embrionário nulo dos grupos G2 e G3, independente da ativação, possivelmente foi decorrente da manipulação das estruturas em um momento biologicamente sensível. Da mesma forma, a baixa clivagem (57,0%) e o desenvolvimento nulo no grupo G5 de ativação espontânea demonstraram de fato que a manipulação estimulou o processo de ativação embrionária de forma sub-limiar. Em geral, não houve diferença no número de células e alocação celular nos grupos onde houve desenvolvimento até o estádio de blastocisto. Conclui-se que o processo de ativação foi tão significativo para o desenvolvimento embrionário que o tipo de citoplasto e carioplasto usados na reconstrução embrionária. A produção de embriões clones com um método mais fisiológico de ativaçao (AE) mostrou-se como um procedimento viável, obtendo-se no grupo G1 AE a mesma eficiência observada na FIV ou na TNCS