Embriões bovinos produzidos in vitro com espermatozoides sexados por citometria de fluxo: avaliação do desenvolvimento embrionário e da expressão de genes candidatos ao reconhecimento da gestação

Pós-graduação em Genética e Melhoramento Animal - FCAV

Isolate((R)) and Optiprep((R)) minigradients as alternatives for sperm selection in bovine in vitro embryo production

The objective of this study was to evaluate alternatives in small volumes to conventional gradient of Percoll((R)) on semen quality, in vitro embryo production, sex ratio and embryo survival after vitrification. Thawed semen was randomly allocated to one of four density gradient selection methods: (1) conventional Percoll((R)) (P), (2) MiniPercoll (MP), (3) MiniIsolate (MI), and (4) MiniOptiprep (MO). Sperm kinetics and quality were evaluated. Use of P, MP and MI gradients did not affect sperm motility (P > 0.05). However, there was a decrease in total and progressive sperm motility in MO (70.8 and 51.3% vs. 87.3 and 69.5% for P; 87.3 and 73% for MP; 92.3 and 78.8% for MI; P < 0.05). The MO had lower membrane integrity compared with P, MP and MI (39.7 vs. 70.5, 72.3, 63.8%, respectively, P < 0.05). The percentage of blastocysts produced was higher in MI than in MP and MO (21.1 vs. 16.1 and 16.9%, P < 0.05) and similar to P (18.4%; P > 0.05). Sex ratio and embryo survival after vitrification were similar among groups (P > 0.05). Semen selected by Isolate and Optiprep gradient, at the concentrations and small volumes used, demonstrated similar characteristics and in vitro embryo production to conventional Percoll((R)) gradient.

Effect of follicular fluid supplementation during in vitro maturation on total cell number in bovine blastocysts produced in vitro

This study evaluated the influence of follicular fluid (FF) added to the maturation medium on the quality of bovine embryos produced in vitro. In the first experiment, oocytes were matured in media containing five different FF concentrations with different maturation times and classified according to meiotic progression and migration of cortical granules. In the second experiment, oocytes matured in the same media were fertilized at three different maturation times; thereafter, cleavage and blastocyst rates were evaluated. In the third experiment, oocytes were matured in media containing three different FF concentrations at two different maturation times, and embryo quality, inferred by the ratio of inner cell mass and trophectoderm cells compared with total cell number, was evaluated. Higher FF concentration (75 - 100% FF) slowed meiotic progression and CG migration (control - 78.13% vs. treated - 52.58% and control - 52.7% vs. treated - 11.59%, respectively, at 24 h of maturation). Also, FF at concentration of 75% or 100% had a negative influence on cleavage and blastocyst rates (control - 90.13% vs. treated - 82.64% and control - 35.73% vs. treated - 11.57%, respectively, at 24 h of maturation). The 50% FF resulted in embryos with increased inner cell mass numbers (control - 29.91 vs. treated - 35.49, at 24 h of maturation) and total cell numbers (control - 109.53 vs. treated - 120.67, at 26 h of maturation). Even though higher concentration of FF added to the maturation medium reduced embryonic development rates, in lower concentrations, FF slowed the meiotic progression and migration of CG and contributed to increases in inner cell mass number. Thus, FF added to the maturation medium enhances the number of cells in bovine embryos produced in vitro, especially for inner cell mass.

Uso de sêmen liofilizado de gatos domésticos (Felis silvestris catus) para produção in vitro de embriões através da técnica de injeção intracitoplasmática de espermatozóide (ICSI)

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

Effect of melatonin on DNA damage of bovine cumulus cells during in vitro maturation (IVM) and on in vitro embryo development

The effect of melatonin during in vitro maturation (IVM) on DNA damage of cumulus cells (CCs) from bovine cumulus-oocyte complexes (COCs) and embryo development was evaluated. COCs from abattoir ovaries were cultured in maturation medium (MM) with 0.5 mu g/ml FSH and 5.0 mu g/ml LH (FSH-LH); 10(-9) M melatonin (MEL) or FSH-LH + MEL (FSH-LH-MEL). After 24 h of in vitro maturation, the CCs surrounding the oocyte were subjected to DNA analysis by Comet assay. After in vitro fertilization and in vitro embryo culture, the embryo development rates were evaluated on day 2 post insemination (cleavage) and days 7-8 (blastocyst). The percentage of CCs with no DNA damage was significantly superior in MEL group (37.6 +/- 2.4) than in FSH-LH-MEL (28.0 +/- 2.4) and FSH-LH (17.8 +/- 2.41) groups. Cleavage and blastocysts rates were similar among groups. Melatonin during IVM protects the CCs from DNA damage but this effect did not influence embryo development in vitro. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

In Vitro Development and Cell Allocation After Aggregation of Syngeneic Wild Type and Fluorescence-Expressing Bovine Cloned Embryos

Background: The in vitro production (IVP) of embryos by in vitro fertilization or cloning procedures has been known to cause epigenetic changes in the conceptus that in turn are associated with abnormalities in pre- and postnatal development. Handmade cloning (HMC) procedures and the culture of zona-free embryos in individual microwells provide excellent tools for studies in developmental biology, since embryo development and cell allocation patterns can be evaluated under a wide range of embryo reconstruction arrangements and in in vitro embryo culture conditions. As disturbances in embryonic cell allocation after in vitro embryo manipulations and unusual in vivo conditions during the first third of pregnancy appear to be associated with large offspring, embryo aggregation procedures may allow a compensation for epigenetic defects between aggregated embryos or even may influence more favorable cell allocation in embryonic lineages, favoring subsequent development. Thus, the aim of this study was to evaluate in vitro embryo developmental potential and the pattern of cell allocation in blastocysts developed after the aggregation of handmade cloned embryos produced using syngeneic wild type and/or transgenic somatic cells. Materials, Methods & Results: In vitro-matured bovine cumulus-oocyte complexes (COC) were manually bisected after cumulus and zona pellucida removal; then, two enucleated hemi-oocytes were paired and fused with either a wild type (WT) or a GFP-expressing (GFP) fetal skin cell at the 11th and 19th passages, respectively. Following chemical activation, reconstructed cloned embryos and zona-free parthenote embryos were in vitro-cultured in microwells, for 7 days, either individually (1 x 100%) or after the aggregation of two structures (2 x 100%) per microwell, as follows: (G1) one WT cloned embryo; (G2) two aggregated WT embryos; (G3) one GFP cloned embryo; (G4) two aggregated GFP embryos; (G5) aggregation of a WT embryo and a GFP embryo; (G6) one parthenote embryo; or (G7) two aggregated parthenote embryos. Fusion (clones), cleavage (Day 2), and blastocyst (Day 7) rates, and embryonic cell allocation were compared by the. 2 or Fisher tests. Total cell number (TCN) in blastocysts was analyzed by the Student's test (P < 0.05). Fusion and cleavage rates, and cell allocation were similar between groups. On a per WOW basis, development to the blastocyst stage was similar between groups, except for lower rates of development seen in G3. However, when based on number of embryos per group (one or two), blastocyst development was higher in G1 than all other groups, which were similar between one another. Cloned GFP embryos had lower in vitro development to the blastocyst stage than WT embryos, which had more TCN than parthenote or aggregated chimeric WT/GFP embryos. Aggregated GFP embryos had fewer cells than the other embryo groups. Discussion: The in vitro development of GFP cloned embryos was lower than WT embryos, with no effects on cell allocation in resulting blastocysts. Differences in blastocyst rate between groups were likely due to lower GFP-expressing cell viability, as GFP donor cells were at high population cell doublings when used for cloning. On a per embryo basis, embryo aggregation on Day 1 resulted in blastocyst development similar to non-aggregated embryos on Day 7, with no differences in cell proportion between groups. The use of GFP-expressing cells was proven a promising strategy for the study of cell allocation during embryo development, which may assist in the elucidation of mechanisms of abnormalities after in vitro embryo manipulations, leading to the development of improved protocols for the in vitro production (IVP) of bovine embryos.

EFICÁCIA ADAPTATIVA DE MULHERES E HOMENS INSERIDOS NUM PROGRAMA DE FERTILIZAÇÃO IN VITRO

Este estudo teve como objetivos: caracterizar uma amostra de pacientes inseridos num programa de fertilização in vitro; avaliar a eficácia adaptativa de homens e mulheres inseridos neste programa; analisar dois casos clínicos representativos da amostra, quanto aos micro e macro fatores indicadores de adaptação psicológica. Os dados foram coletados num Centro de Reprodução Humana, tendo sido selecionados 65 homens e 65 mulheres, num período de março a outubro de 2002 e caracterizados segundo dados sócio-econômico-culturais. Foram extraídos 57 pares, sendo 57 homens e 57 mulheres diagnosticados pela Escala Diagnóstica Adaptativa Operacionalizada representando a maior concentração de casos com diagnóstico médico de mulheres inférteis e homens férteis, dos quais foram realizados os diagnósticos adaptativos. Depois, foram selecionados dois casos um homem e uma mulher, representativos deste grupo, que foram estudados em análise qualitativa, clínica, seguindo-se os pressupostos da teoria da adaptação. Os homens encontravam-se em faixa etária de 23 a 56 anos e as mulheres de 23 a 45 anos. Em relação ao diagnóstico, houve as seguintes concentrações: os homens (64,9 %) foram classificados no Grupo 2 Adaptação Ineficaz Leve e as mulheres (52,6 %) no Grupo 4 Adaptação Ineficaz Severa. Durante o diagnóstico, verificou-se que 20,2 % dos sujeitos estavam em crise, sendo 8,8 % dos homens e 31,6 % das mulheres. No estudo de caso representativo sendo H = Grupo 2 em condição adaptativa melhor do que a sua parceira que se encontrava no Grupo 4, verificou-se, que neste homem sua adequação nos setores era: Afetivo-Relacional - resposta pouco adequada; Produtividade - resposta adequada; Sócio-Cultural - resposta adequada, e Orgânico - resposta adequada. Sua parceira, entretanto, com diagnóstico do Grupo 4 Adaptação Ineficaz Severa sem crise, apresentou resposta pouquíssima adequada no setor Afetivo-Relacional, resposta pouco adequada no setor Produtividade, resposta pouco adequada no Sócio-Cultural e resposta pouco adequada no Orgânico. Concluímos que os homens desta amostra possuíam melhor eficácia adaptativa em relação às mulheres durante o processo de fertilização in vitro. Levantamos a necessidade de acompanhamento psicológico preventivo ante possível entrada em crise e de intervenções específicas para o momento de crise.

EFICÁCIA ADAPTATIVA DE MULHERES E HOMENS INSERIDOS NUM PROGRAMA DE FERTILIZAÇÃO IN VITRO

Este estudo teve como objetivos: caracterizar uma amostra de pacientes inseridos num programa de fertilização in vitro; avaliar a eficácia adaptativa de homens e mulheres inseridos neste programa; analisar dois casos clínicos representativos da amostra, quanto aos micro e macro fatores indicadores de adaptação psicológica. Os dados foram coletados num Centro de Reprodução Humana, tendo sido selecionados 65 homens e 65 mulheres, num período de março a outubro de 2002 e caracterizados segundo dados sócio-econômico-culturais. Foram extraídos 57 pares, sendo 57 homens e 57 mulheres diagnosticados pela Escala Diagnóstica Adaptativa Operacionalizada representando a maior concentração de casos com diagnóstico médico de mulheres inférteis e homens férteis, dos quais foram realizados os diagnósticos adaptativos. Depois, foram selecionados dois casos um homem e uma mulher, representativos deste grupo, que foram estudados em análise qualitativa, clínica, seguindo-se os pressupostos da teoria da adaptação. Os homens encontravam-se em faixa etária de 23 a 56 anos e as mulheres de 23 a 45 anos. Em relação ao diagnóstico, houve as seguintes concentrações: os homens (64,9 %) foram classificados no Grupo 2 Adaptação Ineficaz Leve e as mulheres (52,6 %) no Grupo 4 Adaptação Ineficaz Severa. Durante o diagnóstico, verificou-se que 20,2 % dos sujeitos estavam em crise, sendo 8,8 % dos homens e 31,6 % das mulheres. No estudo de caso representativo sendo H = Grupo 2 em condição adaptativa melhor do que a sua parceira que se encontrava no Grupo 4, verificou-se, que neste homem sua adequação nos setores era: Afetivo-Relacional - resposta pouco adequada; Produtividade - resposta adequada; Sócio-Cultural - resposta adequada, e Orgânico - resposta adequada. Sua parceira, entretanto, com diagnóstico do Grupo 4 Adaptação Ineficaz Severa sem crise, apresentou resposta pouquíssima adequada no setor Afetivo-Relacional, resposta pouco adequada no setor Produtividade, resposta pouco adequada no Sócio-Cultural e resposta pouco adequada no Orgânico. Concluímos que os homens desta amostra possuíam melhor eficácia adaptativa em relação às mulheres durante o processo de fertilização in vitro. Levantamos a necessidade de acompanhamento psicológico preventivo ante possível entrada em crise e de intervenções específicas para o momento de crise.

Análise genética da produção in vitro de embriões em bovinos Guzerá

O objetivo dessa pesquisa foi avaliar aspectos genéticos que relacionados à produção in vitro de embriões na raça Guzerá. O primeiro estudo focou na estimação de (co) variâncias genéticas e fenotípicas em características relacionadas a produção de embriões e na detecção de possível associação com a idade ao primeiro parto (AFC). Foi detectada baixa e média herdabilidade para características relacionadas à produção de oócitos e embriões. Houve fraca associação genética entre características ligadas a reprodução artificial e a idade ao primeiro parto. O segundo estudo avaliou tendências genéticas e de endogamia em uma população Guzerá no Brasil. Doadoras e embriões produzidos in vitro foram considerados como duas subpopulações de forma a realizar comparações acerca das diferenças de variação anual genética e do coeficiente de endogamia. A tendência anual do coeficiente de endogamia (F) foi superior para a população geral, sendo detectado efeito quadrático. No entanto, a média de F para a sub- população de embriões foi maior do que na população geral e das doadoras. Foi observado ganho genético anual superior para a idade ao primeiro parto e para a produção de leite (305 dias) entre embriões produzidos in vitro do que entre doadoras ou entre a população geral. O terceiro estudo examinou os efeitos do coeficiente de endogamia da doadora, do reprodutor (usado na fertilização in vitro) e dos embriões sobre resultados de produção in vitro de embriões na raça Guzerá. Foi detectado efeito da endogamia da doadora e dos embriões sobre as características estudadas. O quarto (e último) estudo foi elaborado para comparar a adequação de modelos mistos lineares e generalizados sob método de Máxima Verossimilhança Restrita (REML) e sua adequação a variáveis discretas. Quatro modelos hierárquicos assumindo diferentes distribuições para dados de contagem encontrados no banco. Inferência foi realizada com base em diagnósticos de resíduo e comparação de razões entre componentes de variância para os modelos em cada variável. Modelos Poisson superaram tanto o modelo linear (com e sem transformação da variável) quanto binomial negativo à qualidade do ajuste e capacidade preditiva, apesar de claras diferenças observadas na distribuição das variáveis. Entre os modelos testados, a pior qualidade de ajuste foi obtida para o modelo linear mediante transformação logarítmica (Log10 X +1) da variável resposta.

EFICÁCIA ADAPTATIVA DE MULHERES E HOMENS INSERIDOS NUM PROGRAMA DE FERTILIZAÇÃO IN VITRO

Este estudo teve como objetivos: caracterizar uma amostra de pacientes inseridos num programa de fertilização in vitro; avaliar a eficácia adaptativa de homens e mulheres inseridos neste programa; analisar dois casos clínicos representativos da amostra, quanto aos micro e macro fatores indicadores de adaptação psicológica. Os dados foram coletados num Centro de Reprodução Humana, tendo sido selecionados 65 homens e 65 mulheres, num período de março a outubro de 2002 e caracterizados segundo dados sócio-econômico-culturais. Foram extraídos 57 pares, sendo 57 homens e 57 mulheres diagnosticados pela Escala Diagnóstica Adaptativa Operacionalizada representando a maior concentração de casos com diagnóstico médico de mulheres inférteis e homens férteis, dos quais foram realizados os diagnósticos adaptativos. Depois, foram selecionados dois casos um homem e uma mulher, representativos deste grupo, que foram estudados em análise qualitativa, clínica, seguindo-se os pressupostos da teoria da adaptação. Os homens encontravam-se em faixa etária de 23 a 56 anos e as mulheres de 23 a 45 anos. Em relação ao diagnóstico, houve as seguintes concentrações: os homens (64,9 %) foram classificados no Grupo 2 Adaptação Ineficaz Leve e as mulheres (52,6 %) no Grupo 4 Adaptação Ineficaz Severa. Durante o diagnóstico, verificou-se que 20,2 % dos sujeitos estavam em crise, sendo 8,8 % dos homens e 31,6 % das mulheres. No estudo de caso representativo sendo H = Grupo 2 em condição adaptativa melhor do que a sua parceira que se encontrava no Grupo 4, verificou-se, que neste homem sua adequação nos setores era: Afetivo-Relacional - resposta pouco adequada; Produtividade - resposta adequada; Sócio-Cultural - resposta adequada, e Orgânico - resposta adequada. Sua parceira, entretanto, com diagnóstico do Grupo 4 Adaptação Ineficaz Severa sem crise, apresentou resposta pouquíssima adequada no setor Afetivo-Relacional, resposta pouco adequada no setor Produtividade, resposta pouco adequada no Sócio-Cultural e resposta pouco adequada no Orgânico. Concluímos que os homens desta amostra possuíam melhor eficácia adaptativa em relação às mulheres durante o processo de fertilização in vitro. Levantamos a necessidade de acompanhamento psicológico preventivo ante possível entrada em crise e de intervenções específicas para o momento de crise.

Immunohistochemical localization of inhibin/activin alpha, beta(A) and beta(B) subunits and follistatin in bovine oocytes during in vitro maturation and fertilization

The aim of this study was to evaluate the distribution of inhibin/activin alpha, beta(A) and beta(B) subunits and follistatin in immature oocytes and in matured oocytes before and after IVF. Denuded oocytes were submitted to a whole-mount immunofluorescence procedure. Specimens were imaged and fluorescent intensities quantified by scanning laser confocal microscopy. Immunoreactivity for inhibin alpha subunit (both alpha(C) and pro-alpha. regions), abundant in the ooplasm of immature oocytes, decreased after maturation (a 68% and 88% decrease, respectively; P < 0.001), but increased after IVF by 2- and 5.7-fold, respectively (P < 0.01). Intense staining for PA was detected in immature oocytes (predominantly in the outer ooplasm and zona pellucida) but after maturation and fertilization it was localized mainly in the zona pellucida, perivitelline space and oolemma. Immunoreactivity for RA in the ooplasm decreased by 58% after maturation (P < 0.001) but increased again by 75% after fertilization (P < 0.01). Immunoreactivity for beta(B) was localized mainly in the zona pellucida and did not change after maturation. However, immurloreactivity for beta(B) was not detected in the zona pellucida after fertilization, but remained unchanged in unfertilized oocytes. Immunoreactivity for follistatin was detected in the ooplasm and zona pellucida of immature oocytes but decreased progressively in the ooplasm after maturation (a 63% decrease; P < 0.001) and did not change after IVF. Examination of partially denuded cumulus-oocyte complexes confirmed abundant expression of alpha(C), pro-alpha, beta(A) and follistatin immunoreactivity in cumulus cells, whereas beta(B) subunit staining was weak or absent in cumulus cells, but intense in the zona pellucida. In conclusion, the present study shows that qualitative and quantitative changes in the distribution of inhibin/activin subunits and follistatin accompany oocyte maturation and fertilization. The possibility, indicated by these observations, that activin A and activin B may play distinct roles in bovine oocyte maturation and fertilization warrants further study.