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)

Principais mecanismos envolvidos na maturação oocitária em bovinos: da oogenese a maturação in vitro

Despite the efforts made to improve the production of bovine embryos in vitro, their efficiency is still low, since only 30-40% of developed blastocysts are obtained from oocytes after in vitro maturation (IVM), fertilization and cultured embryos. Assisted reproductive technologies have a limiting impact due a lack of oocytes capable to fertilization.The comprehension of mechanism involved in oocyte maturation are crucial to establish a culture system that allows a larger number production of good quality embryos. The study of the early stages of oocyte and follicle development in vivo is important for a better understanding of the molecular pathways that regulate oogenesis, folliculogenesis and oocyte maturation. Thus the physiological biochemical and molecular mechanisms involved in maturation may contribute to the increased efficiency of in vitro embryo production. Therefore, the aim of this literature review is to understand the basic mechanisms that underlie oocyte maturation in cattle, since oocyte and follicle cells in vivo formation to its use in the in vitro environment.

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.

Funktionelle und strukturelle Charakterisierung des Ovastacins in vivo und in vitro

Die Metalloprotease Ovastacin, ein Vertreter der Astacin-Familie, wurde erstmals 2004 beschrieben. Im Ovar von Säugetieren ist Ovastacin-mRNA im Zeitfenster vom Stadium der Sekundärfollikel bis kurz nach der Befruchtung der Eizelle zu finden. Der Expressionsort und -zeitpunkt sowie die Sequenzähnlichkeit von über 60% mit sogenannten „Schlüpfenzymen“ (engl. hatching enzymes), die man in den Eizellen und Zygoten niederer Wirbeltiere und Wirbelloser gefunden hatte, ließen die Vermutung aufkommen, es könnte sich hier um das Säugerhomolog dieser Proteasen handeln. Generell lösen hatching Enzyme die derben embryonalen Hüllstrukturen (bei Säugern die Zona pellucida, ZP) beim Schlüpfvorgang auf. Die essentielle Bedeutung des Ovastacins für die Befruchtung wird durch die um ca. 30% reduzierte Fruchtbarkeit von Ovastacin defizienten Mäusen belegt. Hochinteressant war in diesem Zusammenhang die Entdeckung des Ovastacins in den Cortikalgranula der Oocyten sowie seine Fähigkeit, das Zona pellucida Protein 2 zu schneiden. Die dadurch bewirkte Verhärtung der Zona pellucida verhindert das Eindringen weiterer Spermien, das heißt sie baut eine Barriere gegen Polyspermie auf. Ziel dieser Arbeit war es, Belege für die physiologische Funktion des Ovastacins zu finden. Vor allem galt es, potentielle Aktivatoren zu identifizieren, da das Enzym wie alle Astacine als inaktive Vorstufe gebildet wird, die proteolytisch aktiviert werden muss. Zu diesem Zweck exprimierte ich rekombinantes Pro-Ovastacin in Insektenzellen. Aktivierungsstudien in vitro zeigten, dass ein saures Milieu zu einer Aktivierung führt, ohne die Abspaltung des Propeptids zu bewirken. Sequenzalignments und ein homologes Strukturmodell des Ovastacins wiesen auf Trypsin- oder Elastase-ähnliche Serinproteasen als potentielle Aktivierungsenzyme hin. Tatsächlich konnte mit diesen beiden Proteasetypen zum ersten Mal aktives Ovastacin aus Pro-Ovastacin erzeugt werden. Trypsin kommt als physiologischer Aktivator allerdings nicht in Betracht, da es bisher in keinem der Gewebe nachgewiesen werden konnte, in dem Ovastacin exprimiert wird. Die neutrophile Elastase dagegen konnte in der Leber, im Herz sowie im Blutplasma nachgewiesen werden. Mit Hilfe spezifischer Antikörper konnte das Herz als Expressionsort für Ovastacin bestätigt werden. Somit wäre Elastase ein potentieller physiologischer Aktivator von Ovastacin. Die Identifikation des Ovastacins in Geweben wie Leber, Herz, Nabelschnur und im Blutplasma weist auf eine Rolle der Protease in proteolytischen Netzwerken außerhalb der Spermien-Ei-Interaktion hin. Die Bedeutung der biologischen Kontrolle des Ovastacins bei der Befruchtung der Säugereizelle wird durch die Beobachtung untermauert, dass das Leberprotein Fetuin B als physiologischer Ovastacininhibitor fungiert und dadurch eine vorzeitige Verhärtung der Zona pellucida verhindert, die andernfalls die Penetration von Spermien prinzipiell verhindern würde.

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.

Avaliação da crioinjúria em ovócitos imaturos e maturados in vitro e produção de embriões a partir de ovócitos bovinos vitrificados em Open Pulled Straw (OPS) e Cryotop

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências Médicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas, 2012.

Evaluation of polycaprolactone scaffold degradation for 6 months in vitro and in vivo

The use of polycaprolactone (PCL) as a biomaterial, especially in the fields of drug delivery and tissue engineering, has enjoyed significant growth. Understanding how such a device or scaffold eventually degrades in vivo is paramount as the defect site regenerates and remodels. Degradation studies of three-dimensional PCL and PCL-based composite scaffolds were conducted in vitro (in phosphate buffered saline) and in vivo (rabbit model). Results up to 6 months are reported. All samples recorded virtually no molecular weight changes after 6 months, with a maximum mass loss of only about 7% from the PCL-composite scaffolds degraded in vivo, and a minimum of 1% from PCL scaffolds. Overall, crystallinity increased slightly because of the effects of polymer recrystallization. This was also a contributory factor for the observed stiffness increment in some of the samples, while only the PCL-composite scaffold registered a decrease. Histological examination of the in vivo samples revealed good biocompatibility, with no adverse host tissue reactions up to 6 months. Preliminary results of medical-grade PCL scaffolds, which were implanted for 2 years in a critical-sized rabbit calvarial defect site, are also reported here and support our scaffold design goal for gradual and late molecular weight decreases combined with excellent long-term biocompatibility and bone regeneration. (C) 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Biomed Mater Res 90A: 906-919, 2009

Evaluation of the in vitro bioactivity of bioceramics

Two common methods have been used to evaluate the in vitro bioactivity of bioceramics for the application of bone repair. One is to evaluate the ability of apatite formation by soaking ceramics in simulated body fluids (SBF); the other method is to evaluate the effect of ceramics on osteogenic differentiation using cell experiments. Both methods have their own drawbacks in evaluating the in vitro bioactivity of bioceramics. In this commentary paper we review the application of both methods in bioactivity of bioceramics and conclude that (i) SBF method is an efficient method to investigate the in vitro bioactivity of silicate-based bioceramics, (ii) cellular bioactivity of bioceramics should be investigated by evaluating their stimulatory ability using standard bioceramics as controls; and (iii) the combination of these two methods to evaluate the in vitro bioactivity of bioceramics can improve the screening efficiency for the selection of bioactive ceramics for bone regeneration.

Mathematical models for describing the shape of the in vitro unstretched human crystalline lens

We developed orthogonal least-squares techniques for fitting crystalline lens shapes, and used the bootstrap method to determine uncertainties associated with the estimated vertex radii of curvature and asphericities of five different models. Three existing models were investigated including one that uses two separate conics for the anterior and posterior surfaces, and two whole lens models based on a modulated hyperbolic cosine function and on a generalized conic function. Two new models were proposed including one that uses two interdependent conics and a polynomial based whole lens model. The models were used to describe the in vitro shape for a data set of twenty human lenses with ages 7–82 years. The two-conic-surface model (7 mm zone diameter) and the interdependent surfaces model had significantly lower merit functions than the other three models for the data set, indicating that most likely they can describe human lens shape over a wide age range better than the other models (although with the two-conic-surfaces model being unable to describe the lens equatorial region). Considerable differences were found between some models regarding estimates of radii of curvature and surface asphericities. The hyperbolic cosine model and the new polynomial based whole lens model had the best precision in determining the radii of curvature and surface asphericities across the five considered models. Most models found significant increase in anterior, but not posterior, radius of curvature with age. Most models found a wide scatter of asphericities, but with the asphericities usually being positive and not significantly related to age. As the interdependent surfaces model had lower merit function than three whole lens models, there is further scope to develop an accurate model of the complete shape of human lenses of all ages. The results highlight the continued difficulty in selecting an appropriate model for the crystalline lens shape.