Superovulation chez la vache laitière : impact de la progestéronémie

Les récentes recherches suggèrent que la superovulation de vaches laitières sous une concentration élevée de progestérone permet de meilleurs résultats que la superovulation sous une basse progestéronémie pendant la première vague folliculaire. Nous émettions donc l’hypothèse qu’une basse progestéronémie pendant la phase lutéale, une problématique connue chez la vache laitière haute productrice, compromet le rendement en embryons suite à la superovulation de la deuxième vague folliculaire. Afin de tester cette hypothèse, 18 vaches laitières ont été superovulées à deux reprises avec deux protocoles distincts, dont un atteignant un niveau lutéal de progestérone (>2.5 ng/mL, le corps jaune comme source de progestérone) et l’autre un niveau sublutéal (<2.5 ng/mL, l’implant intravaginal comme unique source de progestérone). Le nombre d’embryons transférables était similaire entre les protocoles. Curieusement, nous avons obtenu un développement accéléré des follicules dans le protocole sublutéal (p = 0,002), un développement embryonnaire plus avancé (p = 0,01) et une qualité améliorée des embryons (p = 0,02) par rapport au protocole lutéal. Ces résultats suggèrent que des facteurs autres qu’une basse progestéronémie peuvent affecter le rendement en embryons. Une pulsatilité augmentée de la LH grâce à une basse progestéronémie pendant la deuxième vague folliculaire pourrait être responsable du développement folliculaire accru ainsi que du développement et de la qualité augmentés des embryons. Ces résultats indiquent que des niveaux sublutéaux de progestérone pendant la phase lutéale ne compromettent pas le résultat d’un traitement de superovulation mais, au contraire, peuvent améliorer certains aspects du rendement en embryons.

The orphan nuclear receptor, liver receptor homolog-1 (LRH-1, NR5A2) regulates decidualization

La période de réceptivité endométriale chez l’humain coïncide avec la différentiation des cellules stromales de l’endomètre en cellules hautement spécifiques, les cellules déciduales, durant le processus dit de décidualisation. Or, on sait qu’une transformation anormale des cellules endométriales peut être à l’origine de pertes récurrentes de grossesses. LRH-1 est un récepteur nucléaire orphelin et un facteur de transcription régulant de nombreux évènements relatif à la reproduction et comme tout récepteur, son activation promouvoit l’activité transcriptionnelle de ses gènes cibles. Nous avons déjà montré que LRH-1 et son activité sont essentiels pour la décidualisation au niveau de l’utérus chez la souris et nous savons qu’il est présent dans l’utérus chez l’humain au moment de la phase de prolifération mais aussi de sécrétion du cycle menstruel, et que son expression augmente dans des conditions de décidualisation in vitro. Notre hypothèse est alors la suivante : LRH-1 est indispensable à la décidualisation du stroma endométrial, agissant par le biais de la régulation transcriptionnelle de gènes requis pour la transformation de cellules stromales en cellules déciduales. Afin d’explorer le mécanisme moléculaire impliqué dans la régulation transcriptionnelle effectuée par l’intermédiaire de ce récepteur, nous avons mis en place un modèle de décidualisation in vitro utilisant une lignée de cellules stromales de l’endomètre, cellules humaines et immortelles (hESC). Notre modèle de surexpression développé en transfectant les dites cellules avec un plasmide exprimant LRH-1, résulte en l’augmentation, d’un facteur 5, de l’abondance du transcriptome de gènes marqueurs de la décidualisation que sont la prolactine (PRL) et l’insulin-like growth factor binding protein-1 (IGFBP-1). En outre, la sous-régulation de ce récepteur par l’intermédiaire de petits ARN interférents (shRNA) abolit la réaction déciduale, d’un point de vue morphologique mais aussi en terme d’expression des deux gènes marqueurs cités ci-dessus. Une analyse par Chromatin ImmunoPrécipitation (ou ChIP) a démontré que LRH-1 se lie à des régions génomiques se trouvant en aval de certains gènes importants pour la décidualisation comme PRL, WNT 4, WNT 5, CDKN1A ou encore IL-24, et dans chacun de ces cas cités, cette capacité de liaison augmente dans le cadre de la décidualisation in vitro. Par ailleurs, des études structurelles ont identifié les phospholipides comme des ligands potentiels pour LRH-1. Nous avons donc choisi d’orienter notre travail de façon à explorer les effets sur les ligands liés à LRH-1 de traitements impliquant des agonistes et antagonistes à notre récepteur nucléaire. Les analyses par q-PCR et Western blot ont montré que la modulation de l’activité de LRH-1 par ses ligands influait aussi sur la réaction déciduale. Enfin, des études récentes de Salker et al (Salker, Teklenburg et al. 2010) ont mis en évidence que les cellules stromales humaines décidualisées sont de véritables biocapteurs de la qualité embryonnaire et qu’elles ont la capacité de migrer en direction de l’embryon. La série d’expériences que nous avons réalisée à l’aide de cellules hESC placées en co-culture avec des embryons de souris confirme que la migration cellulaire est bien dirigée vers les embryons. Cette propriété quant à l’orientation de la migration cellulaire est notoirement diminuée dans le cas où l’expression de LRH-1 est déplétée par shRNA dans les hESC. Nos données prouvent donc que LRH-1 régule non seulement la transcription d’un ensemble de gènes impliqués dans le processus de décidualisation mais agit aussi sur la motilité directionnelle de ces cellules hESC décidualisées in vitro.

The effects of ovalbumin as a protein source during the in vitro production of bovine embryos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Lipid content and apoptosis of in vitro-produced bovine embryos as determinants of susceptibility to vitrification

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Supplementation with the histone deacetylase inhibitor trichostatin A during in vitro culture of bovine embryos

Summary Trichostatin A (TSA) is a histone deacetylase inhibitor that induces histone hyperacetylation and increases gene expression levels. The aim of the present study was to establish a suitable condition for the use of TSA in in vitro cultures of bovine embryos, and to determine whether TSA would increase blastocyst rates by improvement of chromatin remodelling during embryonic genome activation and by increasing the expression of crucial genes during early development. To test this hypothesis, 8-cell embryos were exposed to four concentrations of TSA for different periods of time to establish adequate protocols. In a second experiment, three experimental groups were selected for the evaluation of embryo quality based on the following parameters: apoptosis, total cell number and blastocyst hatching. TSA promoted embryonic arrest and degeneration at concentrations of 15, 25 and 50 nM. All treated groups presented lower blastocyst rates. Exposure of embryos to 5 nM for 144 h and to 15 nM for 48 h decreased blastocyst hatching. However, the terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick-end labeling assay (TUNEL) assay revealed similar apoptosis rates and total cell numbers in all groups studied. Although, in the present study, TSA treatment did not improve the parameters studied, the results provided background information on TSA supplementation during in vitro culture of bovine embryos and showed that embryo quality was apparently not affected, despite a decrease in blastocyst rate after exposure to TSA. © Cambridge University Press 2011.

Morphology, sex ratio and gene expression of Day 14 in vivo and in vitro bovine embryos

The present study was designed to compare Day 14 bovine embryos that were produced entirely in vitro using the post-hatching development (PHD) system with in vivo-derived embryos without or with transient PHD culture from Day 7 to Day 14. Embryos on Day 14 were used for sex determination and gene expression analysis of PLAC8, KRT8, CD9, SLC2A1, SLC2A3, PGK1, HSF1, MNSOD, HSP70 and IFNT using real-time quantitative (q) polymerase chain reaction (PCR). First, Day 7 in vivo-and in vitro-produced embryos were subjected to the PHD system. A higher rate of survival was observed for in vitro embryos on Day 14. Comparing Day 14 embryos produced completely in vivo or completely in vitro revealed that the mean size of the former group was greater than that of the latter (10.29±1.83 vs 2.68±0.33mm, respectively). Expression of the HSP70 and SLC2A1 genes was down-and upregulated, respectively, in the in vitro embryos. The present study shows that in vitro embryos cultured in the PHD system are smaller than in vivo embryos and that of the 10 genes analysed, only two were differentially expressed between the two groups. These findings indicate that, owing to the poor survival rate, the PHD system is not reliable for evaluation of in vitro embryo quality. © 2013 CSIRO.

Fatores que afetam a viabilidade e a proporção do sexo de embriões bovinos produzidos in vitro em programa de sexagem comercial

Pós-graduação em Ciência Animal - FMVA

Efeito da adição de antioxidante (Trolox®) ao meio de manutenção de embriões bovinos produzidos in vivo e ao meio de transporte de oócitos bovinos aspirados de ovários provenientes de abatedouro

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Desenvolvimento de embriões in vitro na presença de IGF-1, GH e insulina nos meios de maturação de ovócitos e cultivo embrionário

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Avaliação da dinâmica folicular em éguas superovuladas com extrato de pituitária eqüina e FSH eqüino purificado

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FMVZ

A influência do sistema nitrérgico no cultivo in vitro de embriões bovinos

O Óxido Nítrico (NO-) é uma molécula de sinalização celular que regula o desenvolvimento embrionário pré-implantacional. Nós investigamos o papel do NO- no cultivo de embriões bovinos produzidos in vitro, através do uso de N-Nitro-L-Arginina Metil Ester (L-NAME), um inibidor da produção de NO-, e L-arginina (ARG), um precursor de NO-, em diferentes períodos de cultivo (ativação do genoma embrionário e compactação). Foram avaliados seus efeitos sobre as taxas de desenvolvimento, cinética do desenvolvimento, qualidade embrionária, e expressão gênica. Os embriões foram produzidos por maturação e fertilização in vitro de oócitos aspirados de ovários provenientes de abatedouro frigorífico. No experimento 1, as taxas de desenvolvimento foram avaliadas em SOFaa na presença de L-NAME em diferentes períodos: do 1º ao 4º dia de cultivo (LN1-4), do 4º ao 8º (LN4-8) e do 1º ao 8º dia de cultivo (LN1-8). A inibição foi prejudicial a partir do 4º dia de cultivo (grupos LN4-8 e LN1-8), ao reduzir as taxas de eclosão (17,3%±13,44 e 13,7%± 14,51, respectivamente, p<0,05). Entretanto, o efeito mais negativo ocorreu do 1º ao 8º dia (LN1-8) em que a taxa de blastocisto foi significativamente menor comparada ao controle (29,4%±3,72 vs 47,8%±11,34, respectivamente, p<0,05). Por isso no experimento 2, a ARG (1, 10 e 50mM) foi adicionada desde o 1º dia de cultivo. As taxas de blastocisto usando 1 e 10mM de ARG foram similares ao controle (48%±13,03 e 34,2%±3,92 vs 49,4%±4,82, respectivamente, p>0,05), mas 50mM prejudicou a taxa de desenvolvimento embrionário (10,7%±7,24, p<0,001). No experimento 3, ARG a 1mM foi adicionada do 5º ao 8º dia de cultivo. Foram observadas taxas de desenvolvimento similares ao grupo GLN (somente com glutamina). Mas comparada ao controle (sem ambos os aminoácidos), rendeu melhores taxa de eclosão (54,8%±6,9 vs 41,4%±11,47, respectivamente, p<0,05) e qualidade embrionária (84,8%±2,63 vs 52%±8,62, respectivamente, p<0,05), mas não de taxa de blastocisto (49,4%±6,5 vs 49,4%±4,8, respectivamente, p>0,05). Neste período a produção de NO- foi positivamente correlacionada com a taxa de eclosão (R²=96,4%, p<0,001) e a qualidade embrionária (R²=75,5%, p<0,05). Adicionalmente, embriões foram cultivados na presença de L-NAME e ARG simultaneamente (grupo ARG/LN), do 5º ao 8º dia de cultivo, e os transcritos de OCT-4 e INT-t foram quantificados por PCR tempo real. Foi encontrada expressão similar de OCT-4 (p>0,05), mas redução de 1,8x e 1,5x de INT-t em relação aos grupos controles ARG e GLUT (p<0,05), respectivamente. Esses dados fornecem evidências da contribuição do NO-, principalmente no período entre os estágios de mórula e blastocisto, para a melhoria da eclosão e qualidade embrionária. A produção de NO- é requerida para o desenvolvimento pré-implantacional de embriões bovinos produzidos in vitro, e pode ser mediada pela suplementação do meio de cultivo com ARG.

Produção in vitro de embriões bovinos: uso da glutationa durante o processo de lavagem e capacitação espermática

O objetivo deste trabalho foi verificar o efeito da glutationa (GSH – 0,3mg/mL), no processo de separação, lavagem e capacitação espermática sobre a taxa de produção in vitro de embriões bovinos. O sêmen de um touro foi separado através de gradientes de Percoll e centrifugados duas vezes em meio de fecundação in vitro (lavagem). Espermatozóides foram capacitados in meio de FIV durante 1 h em estufa úmida a 38,5°C e 5% de CO2. Os grupos experimentais foram: Controle (não possui a etapa de lavagem; Grupo 1: sem GSH nas três etapas; Grupo2: GSH somente na capacitação; Grupo3: GSH somente na separação e na lavagem (primeira lavagem); Grupo 4: GSH em todas as etapas. Oócitos provenientes de abatedouro foram maturados in vitro e fertilizados após as preparações feitas no sêmen. Os embriões foram cultivados durante 7 dias com análise da clivagem no 2º dia, taxa de blastocisto e número total de células embrionárias no 7º dia. As taxas de desenvolvimento embrionário foram analisadas pelo qui-quadrado (χ2) e a qualidade embrionária pela ANOVA através do programa Bio Estat 3.0 (AYRES, et al., 2003) com nível de significância de 5%. Não houve diferença estatística efeito do uso da GSH nas diferentes etapas do processo de preparação espermática sobre as taxas de clivagem, blastocisto e eclosão (Grupo Controle: 52, 35 e 50%; Grupo 1: 60, 37 e 44%; Grupo 2: 57, 40 e 50; Grupo 3: 56, 37 e 51%; Grupo 4: 47, 30 e 48%, respectivamente, p>0,05). Também não foi observado diferença estatística quanto ao número de células embrionárias (Grupo Controle: 30,9±21,87, Grupo 1: 57,8±18,26; Grupo 2: 66,2±20,14; Grupo 3: 62,1±22,48; Grupo 4: 76,7±29,28; p>0,05).

Uso da L-arginina nos processos de capacitação espermática e fecundação in vitro de oócitos bovinos

O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso da L-arginina nos processos de capacitação espermática e fecundação in vitro (FIV), analisando sua influência no desenvolvimento embrionário, utilizando o sêmen de dois touros (Bos taurus e Bos indicus). No experimento 1, os espermatozóides foram incubados, sem a presença de oócitos, durante 0, 1, 2 e 3 h em meio de FIV adicionado de 0, 1, 10 e 50 mM de L-arginina, sendo analisada a taxa de reação acrossômica. No experimento 2, espermatozóides e oócitos foram incubados em meio de FIV acrescido com as concentrações de L-arginina citadas anteriormente, durante aproximadamente 30 h. Os oócitos bovinos foram maturados in vitro (MIV) e o subsequente cultivo embrionário (CIV) foi realizado sobre monocamada de células da granulosa, em meio SOF, sendo avaliadas as taxas de fecundação (18 hpi), clivagem e blastocisto (2º e 7º dia de cultivo, respectivamente). A dosagem de NO₃ ^-/NO₂ ^- produzido durante a FIV foi realizada através do método colorimétrico de Griess. Para análise estatística dos dados, foi utilizado a ANOVA, com nível de significância de 5%. A Larginina (1 mM), quando adicionada ao meio de capacitação espermática, durante duas horas, aumentou a taxa de reação acrossômica em relação ao controle (31,1±2,78 vs 23,4±2,65) em Bos taurus. A adição de L-arginina (50 mM) ao meio de FIV (experimento 2), tanto em Bos taurus quanto em Bos indicus, diminuiu as taxas de clivagem (78,7±2,17 vs 65,7±9,32; 72,7±3,36 vs 45±7,12; respectivamente) e blastocisto (39,4±3,78 vs 15,2±6,12; 39,4±4,39 vs 16±8,54; respectivamente) em relação ao controle. Sendo assim, observou-se que a L-arginina aumentou a taxa de reação acrossômica em Bos taurus, porém reduziu as taxas de clivagem e blastocistos em ambos os touros, sem influenciar na qualidade do embrião.

Expressão gênica diferencial em embriões bovinos produzidos in vitro com espermatozóides sexados por gradiente de densidade ou por citometria de fluxo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Efeitos da congelação lenta e vitrificação sobre a qualidade e viabilidade de embriões bovinos produzidos in vitro

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)