Orientadora: Prof. Dra. Marcela Pecorá Milazzotto / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, 2016. / Diferenças na tensão de oxigênio durante o cultivo in vitro (CIV) interferem diretamente no
desenvolvimento embrionário. O cultivo de embriões em elevada tensão de O2 pode induzir o
estresse oxidativo pelo acúmulo de espécies reativas de oxigênio (EROs), afetando negativamente o desenvolvimento inicial por causar alteração na expressão gênica, fragmentação do DNA, interferência nos estado de pluripotência, apoptose, alterações epigenéticas, entre outros fatores que causam danos às células embrionárias. O objetivo desse estudo foi avaliar o efeito de diferentes tensões de oxigênio durante a CIV no desenvolvimento e padrão transcricional de embriões bovinos, avaliando-se os mesmos no estágio de blastocisto e em embriões com 8-16 células, momentos em que a ativação do genoma e reprogramação epigenética aumentam a fragilidade desses embriões.
Para esse propósito, embriões bovinos foram produzidos in vitro (PIV) seguindo protocolos
convencionais em duas tensões distintas de oxigênio, fisiológica (5%) e atmosférica (20%). Na
primeira etapa do trabalho, blastocistos expandidos (BX) foram submetidos à análise de expressão gênica por RT-qPCR pelo Biomark HD System (Fluidigm, US), usando 74 ensaios TaqMan específicos para Bos taurus. A produção embrionária e quantificação de transcritos foram comparadas com a aplicação do Teste-T (=5%). Não houve diferença na taxa de clivagem entre os grupos, mas a taxa de BX foi maior no grupo 5%O2. Diferenças significativas foram observadas em genes relacionados à resposta ao estresse oxidativo, fatores de transcrição dependentes do DNA e relacionados com várias vias funcionais, como desenvolvimento embrionário, pluripotência e diferenciação celular, proliferação celular e apoptose. Para a verificação dos dois últimos efeitos, foi feita a coloração diferencial de BX e contagem do número de células da MCI e TE. O grupo 5%O2 apresentou um maior número total de células, bem como de células da MCI e TE. Foi analisada ainda a concentração de EROs nestes embriões, com uma maior concentração observada nos embriões produzidos em 20% de O2. Na segunda etapa do estudo, foi feita novamente a análise de expressão
gênica RT-qPCR pelo Biomark HD System, com o uso de novos ensaios TaqMan, em amostras de embriões sexados de 8-16 células e BX dos dois grupos. Foram observadas diferenças significativas em genes relacionados à resposta ao estresse oxidativo, fatores de transcrição dependentes do DNA e relacionados a mecanismos epigenéticos, nos dois estágios analisados. Considerando os resultados observados nas duas etapas do estudo, podemos concluir que a PIV de embriões bovinos em tensão atmosférica afeta a expressão de genes envolvidos em várias vias da biologia celular embrionária e pode afetar o seu desenvolvimento, qualidade e viabilidade. / Differences in oxygen tension during in vitro culture (IVC) direct impacts the embryo development.
Embryo culture in high oxygen (O2) levels can induce oxidative stress through the accumulation of reactive oxygen species (ROS), negatively affecting early embryo development, causing changes in gene expression, DNA fragmentation, interference in pluripotency state, increased apoptosis, among other factors that harm embryo cells. The aim of this study was to evaluate the effect of different O2 tensions during IVC on development and transcriptional status of bovine embryos on blastocysts and 8-16 cells stages, development moments where the genome activation and epigenetic reprogramming
increase the fragility of this embryos. For this purpose, bovine embryos were produced in vitro by conventional protocols in two different oxygen tensions, physiological (5%) and atmospheric (20%). In the first phase of this study, expanded blastocysts (BX) were subjected to gene expression analysis by RT-qPCR with Biomark HD System (Fluidigm, San Francisco, CA, US), using 74 TaqMan assays specific for Bos taurus. Embryonic development and quantification of transcripts were compared by Student t-test considering =5%. There was no difference in the cleavage rate between the groups, but the blastocyst rate was higher in the 5% O2 group. A significant difference was observed in genes related to oxidation-reduction processes, DNA-dependent transcription factors and factors related to
distinct functional pathways, such as embryo development, pluripotency and cell differentiation, cell proliferation and apoptosis. To verify these last two effects ICM and TE from expanded blastocysts were differentially stained and the number of cells was assessed. The low O2 tension group had a higher number of total cells, as well as TE and ICM cells. DCF staining was also made to evaluate the ROS concentration, with results showing a higher presence of ROS on embryos cultured at 20% O2. In the second phase of the study a new gene expression analysis by RT-qPCR with Biomark HD System was made, using new TaqMan assays, on samples of sexed embryos with 8-16 cells and blastocysts for both groups. Significant differences were observed again in genes related to oxidation-reduction
processes, DNA-dependent transcription factors and also in genes related to epigenetic mechanisms in both embryo stages analyzed. Taken together, these results allow us to conclude that the production of IVP embryos at atmospheric O2 tension affects the expression of genes involved in multiple cell biology pathways that can affect embryo development, quality and viability.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:103590 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Leite, Roberta Ferreira |
| Contributors | Milazzotto, Marcella Pecora, Bianco, Bianca Alves Vieira, Nichi, Marcílio |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf, 110 f. : il. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFABC, instname:Universidade Federal do ABC, instacron:UFABC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=103590&midiaext=73165, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=103590&midiaext=73166, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=103590 |
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