Seleção de reprodutores caprinos e ovinos para produção de sêmen / Selection of caprine and ovine sires for semen production

A presente revisão propôs analisar quais características são desejáveis para seleção de reprodutores caprinos e ovinos, visando à produção de sêmen. A escolha dos reprodutores deve ser feita de acordo com os padrões exigidos da raça, além da higidez reprodutiva dos animais. Biotecnologias reprodutivas oferecem oportunidades consideráveis para a produção animal, como a inseminação artificial, transferência de embriões e congelamento de sêmen. Análises da produção de espermatozoides são de grande importância, pois está diretamente relacionada com a atividade sexual. A genética do criatório é um fator crítico que influencia o resultado final e a saúde animal. A utilização de marcadores moleculares é uma ferramenta que temos para selecionar características desejáveis em uma prole, através da identificação de biomarcadores. Técnicas de genética molecular potencializam o efeito de biotécnicas reprodutivas e consequentemente a lucratividade da pecuária intensiva.(AU)

The present review proposed to analyze which characteristics are desirable for the selection of goat and sheep breeders, aiming at the production of semen. The choice of breeders must be made in accordance with the standards required for the breed, in addition to the reproductive health of the animals. Reproductive biotechnologies offer considerable opportunities for animal production, such as artificial insemination, embryo transfer and semen freezing. Analyzes of sperm production are of great importance, as it is directly related to sexual activity. Farm genetics is a critical factor that influences the end result and animal health. The use of molecular markers is a tool that we have to select desirable characteristics in an offspring, through the identification of biomarkers. Molecular genetic techniques enhance the effect of reproductive biotechniques and consequently the profitability of intensive livestock farming.(AU)

Impacto da qualidade seminal e dos fatores relativos ao macho na produção in vitro de embriões bovinos / Impact of semen quality and other male-related factors on in vitro embryo production in cattle

A importância da qualidade do sêmen no processo comercial de produção in vitro de embriões (PIVE) é bem conhecida, ainda que não devidamente relatada na literatura. Existe não apenas uma significativa diferença entre touros nas taxas de clivagem e de blastocistos, mas também nas taxas de prenhezes subsequentes. Adicionalmente, há evidências de interação entre touro e tecnologia de processamento do sêmen (particularmente na separação de espermatozoides por sexo), entre touro e protocolo de preparação do sêmen para fertilização in vitro, e ainda entre touro e doadora. Controlar estes efeitos em uma rotina comercial tem sido um desafio crescente para os laboratórios, particularmente com a alta oferta de novos touros decorrente da recente adoção da seleção genômica. O presente trabalho aborda algumas destas questões, com base na experiência da Bio Biotecnologia da Reprodução Animal nesta área.(AU)

The importance of semen quality in a commercial in vitro embryo production (IVEP) routine is well-known, although underreported in the literature. There is not only a significant difference among sires on cleavage and blastocyst rates, but also on subsequent pregnancy rates. Moreover, there are evidences of interaction between sire and sperm processing technology (particularly in the case of sex-sorted semen), between sire and the protocol for sperm preparation for in vitro fertilization, and between sire and donor. Controlling such effects in a commercial routine has been a growing challenge for the laboratories, especially due to the high turnover of sires caused by the recent adoption of genomic selection in most breeds. The current study discusses some of these aspects, from the perspective of the experience of Bio Biotecnologia da Reprodução Animal in this field.(AU)

Recuperação, caracterização e criopreservação de espermatozoides epididimários de animais silvestres do bioma Caatinga / Recovery, characterization and cryopreservation of epididymal sperm from wild animals of the Caatinga biome

A Caatinga, bioma exclusivamente brasileiro, abriga grande diversidade biológica, porém sofre com graves ameaças ambientais. Por isso, é iminente a necessidade de desenvolvimento de técnicas voltadas para a conservação dos animais que nela habitam, bem como se seu germoplasma. Quando do súbito óbito de um animal biologicamente valioso, a recuperação de espermatozoides epididimários pode se apresentar como a única possibilidade para salvaguardar gametas. Ainda, esta biotécnicas configura-se em uma ferramenta possível de ser utilizada quando não há outra forma de se coletar o sêmen em determinada espécie. Os espermatozoides coletados podem ser armazenados por meio da criopreservação, e posteriormente utilizados em outras biotecnologias. Neste sentido, esta revisão tem como objetivo apresentar os aspectos da recuperação, caracterização e criopreservação de espermatozoides epididimários em animais silvestres com principal foco em espécies do bioma Caatinga, como os preás, cutias, catetos e emas.(AU)

The Caatinga, an exclusively Brazilian biome, is home to great biological diversity, but suffers from serious environmental threats. Therefore, there is an imminent need to develop techniques aimed at the conservation of the animals that inhabit it, as well as their germplasm. When the sudden death of a biologically valuable animal, the recovery of epididymal spermatozoa may present itself as the only possibility to safeguard gametes. Still, this biotechnique is a tool that can be used when there is no other way to collect semen in each species. Collected spermatozoa can be stored through cryopreservation, and later used in other biotechnologies. In this sense, this review aims to present aspects of recovery, characterization, and cryopreservation of epididymal spermatozoa in wild animals with a focus on species from the Caatinga biome, such as cavies, agoutis, collared peccary, and rheas.(AU)

Semen collection using electroejaculation and sperm parameters in pacas (Cuniculus paca, Linnaeus, 1766) / Coleta de sêmen com uso da eletroejaculação e parâmetros espermático em pacas (Cuniculus paca, Linnaeus, 1766)

Pacas (Cuniculus paca) are highly hunted animals because of the flavor of their meat, and commercial breeding is recommended. However, this species has a relatively low reproductive rate. This study aimed to collect semen from pacas through electroejaculation and obtain the sperm parameters of this species for the first time. Seven male pacas were used, submitted to an anesthetic protocol before stimulation by an electroejaculator appropriate for the species. The stimulus protocol was performed in three series: series I, 10 stimuli with 1 and 2 V; series II, 10 stimuli with 3 and 4 V; and series III, 10 stimuli with 5 V and interval between series of 2 s. The collected material was evaluated for color, volume, motility, vigor, and concentration. The sperm parameters collected showed a mean volume of 0.43±0.33 mL, concentration of 45.5±42.44×106 sperm/mL, motility of 33.33±32.14%, and mean vigor of 2.6±1.15. In this study, the anesthetic protocol did not seem to favor semen collection by electroejaculation in the pacas. The electrical stimulation protocol was able to stimulate all animals in the study; however, there were few samples with sperm cells and a low rate of motility and vigor in most ejaculates.

Pacas (Cuniculus paca) são animais altamente caçados devido ao sabor de sua carne, sendo a criação comercial delas, recomendada. Entretanto, é uma espécie com baixa taxa reprodutiva. O objetivo deste estudo foi efetuar coleta de sêmen em pacas por meio da eletroejaculação e da obtenção, pela primeira vez, dos parâmetros espermáticos dessa espécie. Foram utilizadas sete pacas machos, as quais, antes dos estímulos por eletroejaculador apropriado para a espécie, foram submetidas a protocolo anestésico. O protocolo de estímulo foi realizado em três séries: série I, 10 estímulos com 1 e 2V; série II, 10 estímulos com 3 e 4V; série III, 10 estímulos com 5V, e intervalo entre as séries de dois segundos. O material coletado foi avaliado quanto à cor, ao volume, à motilidade, ao vigor e à concentração. Os parâmetros espermáticos coletados demonstraram volume médio de 0,43±0,33mL, concentração de 45,5±42,44x106 espermatozoides/mL, motilidade de 33,33±32,14% e vigor médio de 2,6±1,15. Neste estudo, o protocolo anestésico parece não ter favorecido a coleta de sêmen por eletroejaculação em pacas. Entretanto, o protocolo de estímulos elétricos foi capaz de estimular todos os animais do estudo. Assim, chegou-se ao resultado de poucas amostras com a presença de células espermáticas, bem como baixo índice de motilidade e vigor na maioria dos ejaculados.

Impacto da qualidade de sêmen sobre os resultados da IATF / Impact of sperm quality on IATF results

O Brasil vive um cenário de grande demanda pelo produto carne, tanto para o mercado interno quanto para o mercado externo. Para atender a esta demanda, há o envolvimento de toda a cadeia da carne, desde os programas de melhoramento genético com o fornecimento de touros melhoradores para tais características, como as centrais de colheita de sêmen desses animais para uso em massa por meio da Inseminação Artificial em Tempo Fixo (IATF). Para que haja sucesso no uso desta biotécnica, é de vital importância a qualidade do produto sêmen aliado às outras características como ambiência e nutrição.(AU)

Brazil is now with a great demand of beef products, for the domestic and exportation markets. To delivery the demand, the entire meat chain must be involved, included genetics programs to provide and separate superior bulls, and the collection centers that collect this superior genetics bulls to be used in the Fixed Timed Artificial Insemination (FTAI) biotechnique in a large scale. In order to be successful using this biotechnology, the quality of the semen combined with other characteristics such as ambience and nutrition are extremely important.(AU)

Can we use reproductive biotechniques in cats like it is used in dogs?

In recent years, there has been a great interest of purebred cat breeders in the possibilities and benefits of implementing of consistent veterinary care on reproduction. This includes tools available in the field of Assisted Reproductive Technologies (ART). As in dogs before, there is a tendency to reduce the reproductive potential of purebred cats, which is partly due to the nature of the selection of animals for reproduction on the basis of phenotypic features, omitting the control of their fertility. It is worthy to note hazardous specificity of this selection where inbreeding is commonly used. If all this is imposed on the frequent occurrence of infectious diseases in a domestic cat, then the population of purebred cats appears as a group of animals, which is a kind of challenge for a specialist of reproduction. This is a paradoxical phenomenon, because regarding non-purebred cats, the main challenge for the veterinary community is to limit their population. Some of the most important barriers to the implementation of advanced control of reproduction of purebred cats over the years have been: 1) difficulties with sperm collection, 2) technically troublesome artificial insemination, 3) numerous and difficult to recognize and treat forms of fertility disorders. In recent years, progress has been observed within each of these areas. It is possible to implement into practice extremely valuable tools that are helpful in monitoring the reproductive status of these animals. The breakthrough was the development of effective methods of semen collection, its evaluation and preservation and the development of increasingly effective methods of artificial insemination. Therefore, there is a real prospect of organizing cat reproduction centers operating within veterinary facilities dealing with small animals. The time is coming to carry out veterinary care for cat reproduction at such an advanced level as it has been developed in recent decades for dogs. Development in this area is facilitated by progress in research on the field of the use of ART in programs of rescue of endangered feline species where domestic cat is treated as model animal.(AU)

Biotecnologias na preservação de espermatozoides felinos / Biotechnologies in the preservation of feline sperm

O gato doméstico é a única espécie da família Felídea sem risco ou iminência de extinção, diferente da maior parte dos felinos selvagens. Desta forma, o desenvolvimento e aprimoramento de diferentes biotécnicas reprodutivas, são essenciais para a manutenção da qualidade reprodutiva, tendo em vista a preservação de espécies mais vulneráveis. Além disso, as biotécnicas do sêmen são para as tecnologias reprodutivas, como a inseminação artificial (IA) e a fertilização in vitro (FIV). Sendo assim, o objetivo deste compilado bibliográfico foi abordar as principais técnicas de colheita, análise e preservação de sêmen/espermatozoides felino, assim como o uso dessas células em IA e FIV. Para a colheita do sêmen felino, diferentes métodos têm sido aplicados: ejaculação farmacológica, eletroejaculação e vagina artificial. Em caso de óbito do reprodutor, os espermatozoides recuperados do epidídimo também apresentam viabilidade reprodutiva. Ademais, a cinética espermática avaliada pelo sistema CASA, a morfologia e a morfometria são as principais análises que demonstram a qualidade espermática e refletem na fertilidade do ejaculado. O sistema CASA também avalia a trajetória individual de cada espermatozoide, que ao se agrupar em clusters, demonstra a heterogeneidade do ejaculado nas subpopulações. Contudo, os diluentes para a conservação e refrigeração dos espermatozoides felinos e as curvas de congelação ainda não estão totalmente estabelecidos e influenciam diretamente a viabilidade dos espermatozoides criopreservados. Diante disso, os resultados da utilização do sêmen felino após criopreservação são inconsistentes, sendo necessários mais estudos para elucidar melhores curvas de congelação e meios de diluentes para viabilizar a preservação do material genético dos gatos.

The domestic cat is the only species of the Felidea family without risk or imminence of extinction, unlike most wild cats. Therefore, the development and improvement of different reproductive biotechnologies are essential for the maintenance of reproductive quality for the preservation of the most vulnerable species. Furthermore, semen biotechnologies are the basis for reproductive technologies such as artificial insemination (AI) and in vitro fertilization (IVF). Thus, the objective of this bibliographic compilation was to approach the main techniques of collection, analysis, and preservation of feline semen/sperm, as well as the use of these cells in AI and IVF. For feline semen collection, different methods have been applied: pharmacological ejaculation, electroejaculation, and artificial vagina. In case of death of the sire, sperm recovered from the epididymis also show reproductive viability. Moreover, the sperm kinetics evaluated by the CASA system, the morphology, and the morphometry are the main analyzes that demonstrate sperm quality and reflect on ejaculate fertility. The CASA system also evaluates the individual path of each sperm, which, when grouped into clusters, demonstrates the heterogeneity of the ejaculate in the subpopulations. However, diluents for the conservation and refrigeration of feline sperm and freezing curves are not yet fully established and directly influence the viability of cryopreserved sperm. Therefore, the results of using feline semen after cryopreservation are inconsistent, and further studies are needed to elucidate better freezing curves and diluents to enable the preservation of the genetic material of cats.

Efeitos da progesterona injetável em vacas de corte com diferentes escores de cio antes do início do protocolo de IATF / Effects of injectable progesterone in beef cows with different etrus scores before the start of the FTAI protocol / Efectos de la progesterona inyectable en vacas de carne con diferentes puntuaciones de estro antes del inicio del protocolo IATF

A IATF é uma biotecnologia da reprodução que permite o melhoramento genético dos rebanhos de corte, pois possibilita a sincronização da ovulação e realização da inseminação artificial sem necessidade de detecção do cio. O objetivo deste estudo, foi avaliar a eficiência da pré-sincronização com a utilização prévia de progesterona (P4) injetável, sua influência e efeitos na taxa de prenhez, por meio da realização de um protocolo de IATF em vacas de corte multíparas, em quatro fazendaslocalizadas no Mato Grosso do Sul-SP. Para o estudo foram utilizadas 396 vacas nelores, os animais de cada fazenda foram alocados em grupos distintos experimental e controle. Foram avaliadas 196 vacas pertencentes ao grupo controle, e 200 vacas tratadas com progesterona no total, sendo as fazendas descritas neste estudo como fazenda A, B, C e D. Dez dias antes do início do protocolo (D-10), foi aplicado progesterona injetável, via intramuscular em animais do mesmo lote, no D0 foi aplicado benzoato de estradiol e colocado o dispositivo intravaginal com liberação de progesterona, além da classificação dos animais que apresentavam ou não o corpo lúteo. No D8 o dispositivo foi retirado e aplicado uma dose de gonadotrofina coriônica equina, e cipionato de estradiol e de prostaglandina. A inseminação artificial em tempo fixo foi realizada no D10, com a utilização de sêmen de touros provados. O diagnóstico de gestação foi feito no D40, comparando os resultados das taxas de prenhez das vacas dos diferentes grupos, que foram tratadas ou não com progesterona de forma prévia ao protocolo. Sobre as taxas de prenhez dos animais tratados com progesterona, foram encontrados os resultados da fazenda A= 6,60%, fazenda B=10,80%, fazenda C= 3,90% e fazenda D= 3,70%, assim ficando evidente que essa biotecnologia da reprodução é lucrativa e contribui positivamente para a cadeia de produção de bovinos de corte. Baseado nos resultados, pode-se concluir que o uso da P4 (injetável) obteve êxito no índice de prenhez.(AU)

The IATF is a reproduction biotechnology that allows the genetic improvement of beef herds,as it allows the synchronization of ovulation and artificial insemination without the need for heat detection. The objective of this study was to evaluate the efficiency of pre-synchronization with the previous use of injectable progesterone (P4), its influence and effects on the pregnancy rate, through the performance of an IATF protocol in multiparous beef cows, in four farms located in Mato Grosso do Sul-SP. For the study, 396 Nelore cows were used, the animals from each farm were allocated into different experimental and control groups. A total of 196 cows belonging to the control group were evaluated, and 200 cows treated with progesterone in total, being the farms described in this study as farms A, B, C and D. Ten days before the beginning of the protocol (D-10), injectable progesterone was administered , intramuscularly in animals of the same batch, on D0 estradiol benzoate was applied and the intravaginal device was placed with progesterone release, in addition to the classification of animals that had or did not have the corpus luteum. On D8, the device was removed and a dose of equine chorionic gonadotropin, estradiol and prostaglandin cypionate was applied.Fixed-time artificial insemination was performed on D10, using semen from proven bulls. The pregnancy diagnosis was made on D40, comparing the results of the pregnancy rates of the cows of the different groups, which were treated or not with progesterone prior to the protocol. From the pregnancy rates of animals treated with progesterone, the results were found for farm A= 6.60%, farm B= 10.80%, farm C= 3.90% and farm D= 3.70%, thus becoming evident that this reproductive biotechnology is profitable and contributes positively to the beef cattle production chain. Based on the results, it can be concluded that the use of P4 (injectable) was successful in the pregnancy rate.(AU)

La IATF es una biotecnología de la reproducción que permite la mejora genética de rebaños de carne, ya que permite sincronizar la ovulación y la inseminación artificial sin necesidad de detección de celo. El objetivo de este estudio fue evaluar la eficiencia de la presincronización con el uso previo de progesterona inyectable (P4), su influencia y efectos en la tasa de preñez, mediante la realización de un protocoloIATF en vacas de carne multíparas, en cuatro fincas ubicadas en Mato Grosso do Sul-SP. Para el estudio se utilizaron 396 vacas Nelore, los animales de cada finca se distribuyeron en diferentes grupos experimentales y de control. Se evaluaron un total de 196 vacas pertenecientes al grupo control, y 200 vacas tratadas con progesterona en total, siendo las fincas descritas en este estudio como fincas A, B, C y D. Diez días antes del inicio del protocolo (D-10), se administró progesterona inyectable, por vía intramuscular en animales del mismo lote, sobre D0 se aplicó benzoato de estradiol y se colocó el dispositivo intravaginal con liberación de progesterona, además de la clasificación de animales que tenían o no cuerpo lúteo. El D8 se retiró el dispositivo y se aplicó una dosis de gonadotropina coriónica equina, estradiol y cipionato de prostaglandina. Se realizó inseminación artificial a tiempo fijo en D10, utilizando semen de toros probados. El diagnóstico de preñez se realizó el D40, comparando los resultados de las tasas de preñez de las vacas de los diferentes grupos, que fueron tratadas o no con progesterona previo al protocolo. A partir de las tasas de preñez de los animales tratados con progesterona se encontraron los resultados para la finca A= 6.60%, finca B= 10.80%, finca C= 3.90% y finca D= 3.70%, evidenciándose así que esta biotecnología reproductiva es rentable y contribuye positivamente a la cadena productiva del ganado vacuno de carne. Con base en los resultados, se puede concluir que el uso de P4 (inyectable) fue exitoso en la tasa de embarazo.(AU)

Efeitos da sazonalidade sobre espermatozóides epididimários e ejaculados / Efectos de la estacionalidad sobre espermatozóides epididimales y eyaculados

Algumas espécies de animais como equinos, pequenos ruminantes, alguns roedores e os caninos e felinos selvagens apresentam um período de repouso sexual sazonal de duração e intensidade variáveis. Essa sazonalidade está diretamente relacionada às horas diárias de luz (fotoperíodo) a que os animais são submetidos e é evidenciada em localizações geográficas onde ocorrem variações marcantes na duração do dia durante o ano. No felino doméstico (Felis silvestris catus) a sazonalidade ovulatória e estral da fêmea é bem documentada e ocorre em dias com mais de 12 horas de luz (primavera-verão). No entanto, a sazonalidade reprodutiva do gato foi definida posteriormente, quando foi observado que, embora os gatos produzam espermatozoides ao longo do ano, a produção de espermatozoides é maior na estação reprodutiva, acompanhando a sazonalidade da fêmea. A utilização desses conhecimentos possibilitaram o controle da reprodução e aplicação da biotecnologia em felinos domésticos. Da mesma forma, tomando o gato doméstico como modelo, os conhecimentos obtidos podem ser aplicados aos gatos selvagens.

Algunas especies de animales como equinos, pequeños rumiantes, algunos roedores y caninos y felinos silvestres presentan un período de reposo sexual estacional de duración e intensidad variable. Esta estacionalidad está directamente relacionada con las horas luz diarias (fotoperiodo) a las que se hallan sometidos los animales y se evidencia en las localizaciones geográficas en las que existen marcadas variaciones en la duración del día durante el año. En el felino doméstico (Felis silvestris catus) la estacionalidad ovulatoria y estral de la hembra se halla bien documentada y ocurre durante los días que presentan más de 12 horas de luz (primavera-verano). Sin embargo, la estacionalidad reproductiva del gato ha sido definida más tardíamente. Es así que se ha observado que, si bien los gatos producen espermatozoides todo el año, la producción espermática es mayor en la estación reproductiva acompañando la estacionalidad de la hembra. Estos hallazgos han permitido utilizar estos conocimientos para el control de la reproducción y aplicación de biotecnología en felinos domésticos. Asimismo, los conocimientos obtenidos pueden ser aplicados a felinos silvestres tomando al gato doméstico como modelo.

Uso da galactose na vitrificação de sêmen ovino em palhetas / Use of galactose to vitrify ram semen in straws

A vitrificação de espermatozoides é uma técnica que apresenta grande potencial para criopreservação de material genético, e sua eficácia tem sido superior aos métodos convencionais em algumas espécies. No entanto, existem poucos estudos sobre sua eficiência com sêmen ejaculado de carneiros e o uso da galactose como crioprotetor extracelular durante a vitrificação. Objetivou-se com este estudo avaliar o efeito da galactose (0,01 M), associada ou não ao glicerol (3% e 7%), em meio comercial (Steridyl® - controle), na criopreservação de espermatozoides de carneiros pelo método de palhetas, comparando o método clássico de congelação e a vitrificação. Ejaculados de seis carneiros da raça Dorper em idade reprodutiva foram coletados com vagina artificial, aliquotados, diluídos individualmente (100 × 106 espermatozoides/mL) nos meios testados, envasados em palhetas de 0,25 mL e submetidos à congelação clássica ou vitrificação. Foram analisadas a cinemática, morfologia, morfometria, viabilidade, integridade física e funcional da membrana espermática. A congelação clássica obteve melhores resultados de motilidade total e progressiva do que a vitrificação nos quatro extensores testados, uma vez que as amostras vitrificadas não apresentaram motilidade pós-reaquecimento (p < 0,05). A adição de galactose ou glicerol ao meio comercial não trouxe efeito benéfico tanto para a vitrificação quanto congelação clássica.

Sperm vitrification is a technique with great potential for cryopreservation of genetic material, with superior effectiveness compared to conventional methods in some species. However, few studies have shown its efficiency with ejaculated sperm of rams and the use of galactose as an extracellular cryoprotectant during vitrification. This study aimed to evaluate the effect of galactose (0.01 M), with or without glycerol addition (3% and 7%) in a commercial extender (Steridyl® - control) for ram sperm cryopreservation in straws, comparing the classic freezing method and vitrification. Ejaculates from six breeding soundness Dorper rams were collected with an artificial vagina, aliquoted, individually diluted (100 × 106 sperm/mL) on extenders tested, loaded into 0.25 mL straws, and subjected to a classic freezing method or vitrification. Sperm kinematics, morphology, morphometry, viability, and physical and functional integrity of the sperm membrane were evaluated. The classic freezing method resulted in higher total and progressive motility than vitrification, as no motility was detected in vitrified samples after rewarming (p<0.05). The addition of galactose or glycerol to the commercial medium did not benefit both vitrification and the classic freezing method.

Bioengenharia: transplante de células-tronco espermatogoniais em mamíferos / Bioengineering: spermatogonial stem cells transplantation in mammals

O transplante de espermatogônias tronco (SSCs, do inglês Spermatogonial Stem Cell) é uma biotecnologia que consiste na transferência de células tronco testiculares de um doador fértil para um receptor cuja espermatogênese endógena foi suprimida. Essa técnica pode ser aplicada para a produção de machos que gerem uma progênie com características genotípicas do doador selecionado. Especialmente na bovinocultura, tanto de leite como de corte, o transplante de SSCs tem o potencial de substituir a inseminação artificial (IA). Pode-se também, colocar SSCs de um mesmo doador (de genética superior) em mais de um receptor o que aumentaria o número de filhos desse doador. Além disso, possui outras aplicações como a restauração da fertilidade em homens após o tratamento de câncer, conservação de espécies ameaçadas de extinção e tratamento de causas específicas de infertilidade. Assim, com esta revisão tem-se como propósito discorrer acerca de uma biotecnologia da reprodução que permitirá a propagação do valor genético de doadores de sêmen considerados de alto valor zootécnico.

Spermatogonial Stem Cell (SSCs) transplantation is a biotechnology that consists in the transfer of testicular stem cells from a fertile donor to a recipient whose endogenous spermatogenesis has been depleted. This technique can be applied to the production of males that generate a progeny with genotypic characteristics of the selected donor. Especially in beef and dairy cattle, SSCs transplantation has the potential to replace artificial insemination (AI). In addition, it has other applications such as restoring fertility in human species after cancer treatment, conserving endangered species and treating specific causes of infertility. Thus, this aim of this review is to discuss the perspectives of reproductive biotechnology that allows the propagation of the genetic material of high pedigree males.

Bioengenharia: transplante de células-tronco espermatogoniais em mamíferos / Bioengineering: spermatogonial stem cells transplantation in mammals

O transplante de espermatogônias tronco (SSCs, do inglês Spermatogonial Stem Cell) é uma biotecnologia que consiste na transferência de células tronco testiculares de um doador fértil para um receptor cuja espermatogênese endógena foi suprimida. Essa técnica pode ser aplicada para a produção de machos que gerem uma progênie com características genotípicas do doador selecionado. Especialmente na bovinocultura, tanto de leite como de corte, o transplante de SSCs tem o potencial de substituir a inseminação artificial (IA). Pode-se também, colocar SSCs de um mesmo doador (de genética superior) em mais de um receptor o que aumentaria o número de filhos desse doador. Além disso, possui outras aplicações como a restauração da fertilidade em homens após o tratamento de câncer, conservação de espécies ameaçadas de extinção e tratamento de causas específicas de infertilidade. Assim, com esta revisão tem-se como propósito discorrer acerca de uma biotecnologia da reprodução que permitirá a propagação do valor genético de doadores de sêmen considerados de alto valor zootécnico.(AU)

Spermatogonial Stem Cell (SSCs) transplantation is a biotechnology that consists in the transfer of testicular stem cells from a fertile donor to a recipient whose endogenous spermatogenesis has been depleted. This technique can be applied to the production of males that generate a progeny with genotypic characteristics of the selected donor. Especially in beef and dairy cattle, SSCs transplantation has the potential to replace artificial insemination (AI). In addition, it has other applications such as restoring fertility in human species after cancer treatment, conserving endangered species and treating specific causes of infertility. Thus, this aim of this review is to discuss the perspectives of reproductive biotechnology that allows the propagation of the genetic material of high pedigree males.(AU)

Uso da galactose na vitrificação de sêmen ovino em palhetas / Use of galactose to vitrify ram semen in straws

A vitrificação de espermatozoides é uma técnica que apresenta grande potencial para criopreservação de material genético, e sua eficácia tem sido superior aos métodos convencionais em algumas espécies. No entanto, existem poucos estudos sobre sua eficiência com sêmen ejaculado de carneiros e o uso da galactose como crioprotetor extracelular durante a vitrificação. Objetivou-se com este estudo avaliar o efeito da galactose (0,01 M), associada ou não ao glicerol (3% e 7%), em meio comercial (Steridyl® - controle), na criopreservação de espermatozoides de carneiros pelo método de palhetas, comparando o método clássico de congelação e a vitrificação. Ejaculados de seis carneiros da raça Dorper em idade reprodutiva foram coletados com vagina artificial, aliquotados, diluídos individualmente (100 × 106 espermatozoides/mL) nos meios testados, envasados em palhetas de 0,25 mL e submetidos à congelação clássica ou vitrificação. Foram analisadas a cinemática, morfologia, morfometria, viabilidade, integridade física e funcional da membrana espermática. A congelação clássica obteve melhores resultados de motilidade total e progressiva do que a vitrificação nos quatro extensores testados, uma vez que as amostras vitrificadas não apresentaram motilidade pós-reaquecimento (p < 0,05). A adição de galactose ou glicerol ao meio comercial não trouxe efeito benéfico tanto para a vitrificação quanto congelação clássica.

Sperm vitrification is a technique with great potential for cryopreservation of genetic material, with superior effectiveness compared to conventional methods in some species. However, few studies have shown its efficiency with ejaculated sperm of rams and the use of galactose as an extracellular cryoprotectant during vitrification. This study aimed to evaluate the effect of galactose (0.01 M), with or without glycerol addition (3% and 7%) in a commercial extender (Steridyl® - control) for ram sperm cryopreservation in straws, comparing the classic freezing method and vitrification. Ejaculates from six breeding soundness Dorper rams were collected with an artificial vagina, aliquoted, individually diluted (100 × 106 sperm/mL) on extenders tested, loaded into 0.25 mL straws, and subjected to a classic freezing method or vitrification. Sperm kinematics, morphology, morphometry, viability, and physical and functional integrity of the sperm membrane were evaluated. The classic freezing method resulted in higher total and progressive motility than vitrification, as no motility was detected in vitrified samples after rewarming (p<0.05). The addition of galactose or glycerol to the commercial medium did not benefit both vitrification and the classic freezing method.

Mitos e realidades sobre a inseminação artificial em tempo fixo (IATF) em bovinos de corte / Myths and realities of timed artificial insemination in beef cattle

O sistema de cria é um dos principais setores da bovinocultura de corte, com impactos diretos na ocupação da terra (70% das pastagens são ocupadas pela cria) e na produtividade da cadeia da carne. O número e o peso dos bezerros produzidos por matriz e a idade das novilhas ao primeiro parto influenciam diretamente a eficiência do setor. As biotecnologias da reprodução, com destaque para a inseminação artificial em tempo fixo (IATF), têm colaborado significativamente para o desenvolvimento de um sistema de produção cada vez mais eficiente e sustentável. Em 2020 foram comercializadas no Brasil 23,7 milhões de doses de sêmen e 21,3 milhões de protocolos de IATF (90% das inseminações foram realizadas por IATF). Em 2002 eram utilizados apenas 100 mil procedimentos de IATF, que representavam somente 1% das inseminações realizadas. Nesse mesmo período (2002 a 2020), o percentual de matrizes inseminadas passou de 5% para 20% (acréscimo de 400%), com aumento de 213 vezes no empego da IATF. Os programas de IATF oferecem uma abordagem organizada e prática para o uso da IA, além de melhorarem a eficiência reprodutiva, genética e produtiva dos rebanhos. O uso da IATF antecipa a prenhez na estação de monta e a idade a primeira concepção das novilhas, aumentando significativamente a eficiência reprodutiva, produtiva e o retorno econômico do setor. Recentes estudos evidenciaram que os sistemas de cria que utilizam a IATF apresentam redução de 37,7% na emissão de CO2 equivalentes (produz mais bezerros de qualidade genética com menos matrizes que a monta natural), colaborando com a sustentabilidade da pecuária. Evidencia-se, também, que a nutrição, além de outros fatores, exerce papel importante na reprodução e afeta diretamente o desempenho da IATF. Entretanto, ainda existem mitos e realidades sobre os fatores que podem afetar o sucesso desta biotecnologia. O objetivo dessa revisão é apresentar e discutir os principais temas que impactam a eficiência da IATF em rebanhos de corte.

The cow-calf operation system is one is one of the main sectors of beef production, with direct impacts on land occupation (70% of pastures are occupied by the cow-calf operation system) and on the productivity of the meat chain. The number and the weight of calves produced per cow and the age of the heifer at first calving directly impact the efficiency of the sector. Reproductive biotechnologies, with emphasis on fixed-time artificial insemination (FTAI), have significantly contributed to the development of an efficient and sustainable production system. In 2020, 23.7 million doses of semen and 21.3 million FTAI protocols were marketed in Brazil (90% of inseminations were performed by FTAI). In 2002, only 100,000 FTAI procedures were used (a 213-fold increase in 19 years), which represented only 1% of the inseminations performed. During this same period (2002 to 2020), Brazil went from 5% to 20% of inseminated cow and heifers (increase of 400%). FTAI programs provide an organized and practical approach to the use of AI, as well as improve the reproductive, genetic and productive efficiency of the herds. The use of the FTAI anticipates the conception of cows in the breeding season and the age of the first conception of heifers, significantly increasing the reproductive and productive efficiency and the economic return of livestock. Recent studies have shown that breeding systems that use FTAI present a reduction of 37.7% in the emission of CO2 equivalents (it produces more calves of genetic quality with fewer dams than natural service), collaborating and with the sustainability of livestock. It is also evident that nutrition plays an important role in reproduction and directly affects the FTAI performance. However, there are still myths and realities about the factors that can affect the success of this biotechnology. The aim of this review is to present and discuss the main topics that impact the efficiency of FTAI in beef herds.

Novos enfoques na avaliação andrológica de bovinos e sua contribuição no melhoramento genético do rebanho / New focuses on andrological evaluation of cattle and its contribution in the genetic improvement of the flock

O processo de fertilização é resultante de diversos mecanismos funcionais e estruturais do espermatozoide. Na andrologia veterinária, no que se refere à avaliação do potencial coeundi e generandi, estão disponíveis diversos testes laboratoriais e de imagem que servem como ferramenta de seleção de touros para a reprodução durante a estação de monta. Estas metodologias auxiliam nos protocolos de criopreservação espermática, na investigação de melhores crioprotetores e diluidores para uso in vivo ou in vitro. No entanto, são poucos utilizadas na rotina diária a campo e restritos aos centros de pesquisa. A presente revisão de literatura objetiva descrever as metodologias que estimam o potencial fecundante do sêmen criopreservado do touro.

The fertilization process is the result of several functional and structural mechanisms of the sperm. In veterinary andrology, with regard to the evaluation of the coeundi and generandi potential, several laboratory and image tests are available that serve as a tool for selecting bulls for breeding during the breeding season. These methodologies assist in sperm cryopreservation protocols, in the investigation of better cryoprotectants and extenders for use in vivo or in vitro. However, they are few used in the daily routine in the field and restricted to research centers. The present literature review aims to describe the methodologies that estimate the fertile potential of the bulls cryopreserved semen.

Novos enfoques na avaliação andrológica de bovinos e sua contribuição no melhoramento genético do rebanho / New focuses on andrological evaluation of cattle and its contribution in the genetic improvement of the flock

O processo de fertilização é resultante de diversos mecanismos funcionais e estruturais do espermatozoide. Na andrologia veterinária, no que se refere à avaliação do potencial coeundi e generandi, estão disponíveis diversos testes laboratoriais e de imagem que servem como ferramenta de seleção de touros para a reprodução durante a estação de monta. Estas metodologias auxiliam nos protocolos de criopreservação espermática, na investigação de melhores crioprotetores e diluidores para uso in vivo ou in vitro. No entanto, são poucos utilizadas na rotina diária a campo e restritos aos centros de pesquisa. A presente revisão de literatura objetiva descrever as metodologias que estimam o potencial fecundante do sêmen criopreservado do touro.(AU)

The fertilization process is the result of several functional and structural mechanisms of the sperm. In veterinary andrology, with regard to the evaluation of the coeundi and generandi potential, several laboratory and image tests are available that serve as a tool for selecting bulls for breeding during the breeding season. These methodologies assist in sperm cryopreservation protocols, in the investigation of better cryoprotectants and extenders for use in vivo or in vitro. However, they are few used in the daily routine in the field and restricted to research centers. The present literature review aims to describe the methodologies that estimate the fertile potential of the bulls cryopreserved semen.(AU)

Current and alternative trends in antibacterial agents used in mammalian semen technology

The use of antibacterial substances as additives in extenders for ensuring the sanitary quality of the semen employed in reproductive biotechniques and preserving it from bacterial deterioration has been reported since the mid-twentieth century. However, the deleterious effects of these drugs on the sperm quality as well as their effectiveness in controlling bacterial growth in the preserved semen have been questioned. The aim of this review was to report the antimicrobials primarily used in the extenders added to the semen of mammals, and to present alternatives to their use. Among the various mammalian species, there is a large variation regarding the antimicrobial types added to semen extenders as cephalosporins (ceftiofur, cefdinir, eg) and quinolones (ofloxacin, ciprofloxacin), alone or in combination with large action spectra substances as penicillin-streptomycin and gentamicin-tylosin-lincomycin-spectinomycin. To combat problems related to bacterial resistance to these drugs, the emergence of alternatives is increasingly evident. Among these alternatives, use of physical methods as centrifugation and filtration, as well as the use of antimicrobial peptides and other substances from different origins have been highlighted for presenting antimicrobial potential.

Current and alternative trends in antibacterial agents used in mammalian semen technology

The use of antibacterial substances as additives in extenders for ensuring the sanitary quality of the semen employed in reproductive biotechniques and preserving it from bacterial deterioration has been reported since the mid-twentieth century. However, the deleterious effects of these drugs on the sperm quality as well as their effectiveness in controlling bacterial growth in the preserved semen have been questioned. The aim of this review was to report the antimicrobials primarily used in the extenders added to the semen of mammals, and to present alternatives to their use. Among the various mammalian species, there is a large variation regarding the antimicrobial types added to semen extenders as cephalosporins (ceftiofur, cefdinir, eg) and quinolones (ofloxacin, ciprofloxacin), alone or in combination with large action spectra substances as penicillin-streptomycin and gentamicin-tylosin-lincomycin-spectinomycin. To combat problems related to bacterial resistance to these drugs, the emergence of alternatives is increasingly evident. Among these alternatives, use of physical methods as centrifugation and filtration, as well as the use of antimicrobial peptides and other substances from different origins have been highlighted for presenting antimicrobial potential.(AU)

Cinética de espermatozoides criopreservados de cães obtidos por técnicas de recuperação epididimária / Kinetics of cryopreserved dog spermatozoa obtained by epididymal recovering techniques

Técnicas de coleta de espermatozoides epididimários são utilizadas em diversas espécies animais, sendo ferramentas de biotecnologias importantes aplicadas em casos de animais que precisam ser castrados ou que vieram a óbito. O objetivo deste trabalho foi avaliar a cinética de espermatozoides criopreservados de cães obtidos por meio de técnicas de recuperação epididimária. Foram coletados 30 complexos testículo-epidídimos (CTE) de cães saudáveis, sendo que cada CTE de determinado animal foi destinado para cada técnica utilizada, 15 direcionados para a técnica de recuperação de espermatozoides epididimários por fluxo retrógrado (FR) e 15 por flutuação (FL). Os CTE foram acondicionados em sacos plásticos identificados, contendo solução salina e levados ao Laboratório de Biotecnologia da Reprodução Animal da Universidade Federal do Piauí (LBRA/UFPI) para a realização da diluição e criopreservação espermática após a recuperação epididimária. A congelação foi realizada por meio de uma rampa manual, com as amostras refrigeradas a 5 °C, mantidas em vapor de nitrogênio por 5 minutos e, posteriormente, colocadas no botijão. A análise computadorizada do sêmen (CASA) nas amostras descongeladas foi realizada na Universidade Estadual do Ceará (UECE), sendo avaliados dez parâmetros seminais. Foi empregada a análise de variância, aplicando o teste de Tukey. Nessas amostras, houve diferença significativa quanto à motilidade progressiva entre as técnicas testadas e a motilidade total apresentou valores superiores a 30%, não havendo influência das técnicas nos demais parâmetros seminais. Concluise que a cinética de espermatozoides de cães obtidos por recuperação epididimária avaliados pelo CASA apresentou resultados satisfatórios após a criopreservação.(AU)

Epididymal sperm collection techniques are used in several animal species and are important biotechnology tools applied to animals that needed to be castrated or that died. The objective of this study was to evaluate the kinetics of cryopreserved dog sperm obtained by epididymal recovery techniques. Thirty testicular-epididymal complexes (CTE) were collected from healthy dogs, with each CTE of a given animal being assigned to each technique used, 15 of them directed to the retrograde flow epididymal sperm recovery technique and 15 by fluctuation technique. The CTE were placed in identified plastic bags, containing saline solution and taken to the Animal Reproduction Biotechnology Laboratory of the Federal University of Piauí (LBRA/UFPI) for sperm dilution and cryopreservation after epididymal recovery. The freezing was carried out using a manual ramp, with the samples refrigerated at 5 °C, maintained in nitrogen vapor exposition five minutes and, later, placed in the container. Computer Assisted Sperm Analysis (CASA) was performed in the thawed samples at the State University of Ceará (UECE) and ten seminal parameters were evaluated. Analysis of variance was applied by the Tukey test. In thawed samples, there was a significant difference in progressive motility between the tested techniques and total motility presented values greater than 30%, with no influence of the recovery technique on remaining parameters. It was concluded that the sperm kinetics of dogs obtained by epididymal recovery evaluated by CASA presented satisfactory results after cryopreservation.(AU)

Cinética de espermatozoides criopreservados de cães obtidos por técnicas de recuperação epididimária / Kinetics of cryopreserved dog spermatozoa obtained by epididymal recovering techniques

Técnicas de coleta de espermatozoides epididimários são utilizadas em diversas espécies animais, sendo ferramentas de biotecnologias importantes aplicadas em casos de animais que precisam ser castrados ou que vieram a óbito. O objetivo deste trabalho foi avaliar a cinética de espermatozoides criopreservados de cães obtidos por meio de técnicas de recuperação epididimária. Foram coletados 30 complexos testículo-epidídimos (CTE) de cães saudáveis, sendo que cada CTE de determinado animal foi destinado para cada técnica utilizada, 15 direcionados para a técnica de recuperação de espermatozoides epididimários por fluxo retrógrado (FR) e 15 por flutuação (FL). Os CTE foram acondicionados em sacos plásticos identificados, contendo solução salina e levados ao Laboratório de Biotecnologia da Reprodução Animal da Universidade Federal do Piauí (LBRA/UFPI) para a realização da diluição e criopreservação espermática após a recuperação epididimária. A congelação foi realizada por meio de uma rampa manual, com as amostras refrigeradas a 5 °C, mantidas em vapor de nitrogênio por 5 minutos e, posteriormente, colocadas no botijão. A análise computadorizada do sêmen (CASA) nas amostras descongeladas foi realizada na Universidade Estadual do Ceará (UECE), sendo avaliados dez parâmetros seminais. Foi empregada a análise de variância, aplicando o teste de Tukey. Nessas amostras, houve diferença significativa quanto à motilidade progressiva entre as técnicas testadas e a motilidade total apresentou valores superiores a 30%, não havendo influência das técnicas nos demais parâmetros seminais. Concluise que a cinética de espermatozoides de cães obtidos por recuperação epididimária avaliados pelo CASA apresentou resultados satisfatórios após a criopreservação.

Epididymal sperm collection techniques are used in several animal species and are important biotechnology tools applied to animals that needed to be castrated or that died. The objective of this study was to evaluate the kinetics of cryopreserved dog sperm obtained by epididymal recovery techniques. Thirty testicular-epididymal complexes (CTE) were collected from healthy dogs, with each CTE of a given animal being assigned to each technique used, 15 of them directed to the retrograde flow epididymal sperm recovery technique and 15 by fluctuation technique. The CTE were placed in identified plastic bags, containing saline solution and taken to the Animal Reproduction Biotechnology Laboratory of the Federal University of Piauí (LBRA/UFPI) for sperm dilution and cryopreservation after epididymal recovery. The freezing was carried out using a manual ramp, with the samples refrigerated at 5 °C, maintained in nitrogen vapor exposition five minutes and, later, placed in the container. Computer Assisted Sperm Analysis (CASA) was performed in the thawed samples at the State University of Ceará (UECE) and ten seminal parameters were evaluated. Analysis of variance was applied by the Tukey test. In thawed samples, there was a significant difference in progressive motility between the tested techniques and total motility presented values greater than 30%, with no influence of the recovery technique on remaining parameters. It was concluded that the sperm kinetics of dogs obtained by epididymal recovery evaluated by CASA presented satisfactory results after cryopreservation.