Local regulation of antral follicle development and ovulation in monovulatory species

The identification of mutations in the genes encoding bone morphogenetic protein 15 (BMP15) and growth and differentiation factor 9 (GDF9) associated with phenotypes of sterility or increased ovulation rate in sheep aroused interest in the study of the role of local factors in preantral and antral folliculogenesis in different species. An additive mutation in the BMP15 receptor, BMPR1b, which determines an increase in the ovulatory rate, has been introduced in several sheep breeds to increase the number of lambs born. Although these mutations indicate extremely relevant functions of these factors, the literature data on the regulation of the expression and function of these proteins and their receptors are very controversial, possibly due to differences in experimental models. The present review discusses the published data and preliminary results obtained by our group on the participation of local factors in the selection of the dominant follicle, ovulation, and follicular atresia in cattle, focusing on transforming growth factors beta and their receptors. The study of the expression pattern and the functionality of proteins produced by follicular cells and their receptors will allow increasing the knowledge about this local system, known to be involved in ovarian physiopathology and with the potential to promote contraception or increase the ovulation rate in mammals.(AU)

Regulation of progesterone during follicular development by FSH and LH in sheep

Progesterone (P4) can participate in the development of female mammalian antral follicles through nuclear receptor (PGR). In this experiment, the differences of P4 synthesis and PGR expression in different developmental stages of sheep antral follicles (large > 5mm, medium 2-5mm, small < 2mm) were detected by enzyme-linked immunosorbent assay, immunohistochemistry, qRT-PCR and Western blotting. Secondly, sheep follicular granulosa cells were cultured in vitro. The effects of different concentrations of FSH and LH on P4 synthesis and PGR expression were studied. The results showed that acute steroid regulatory protein (StAR), cholesterol side chain lyase (P450scc) and 3β Hydroxysteroid dehydrogenase (3β-HSD) and PGR were expressed in antral follicles, and with the development of antral follicles in sheep, StAR, P450scc and the expression of 3β-HSD and PGR increased significantly. In vitro experiments showed that FSH and LH alone or together treatment could regulate P4 secretion and PGR expression in sheep follicular granulosa cells to varying degrees, hint P4 and PGR by FSH and LH, and LH was the main factor. Our results supplement the effects of FSH and LH on the regulation of P4 synthesis during follicular development, which provides new data for further study of steroid synthesis and function in follicular development.(AU)

Evaluation of three classification methods of antral follicle count and fertility to the timed artificial insemination in cattle

The controversial data about antral follicle count (AFC) may be partially explained by the different criteria used to determine what is high, intermediate and low AFC. This study evaluated different classification methods for AFC groups, relating them to the conception rate, dominant follicle size and body condition score (BCS) in cows submitted to timed artificial insemination (TAI). Nelore cows (Bos indicus; n = 935), received a reproductive program consisting of TAI and natural breeding. Conception rate, BCS and dominant follicle size during TAI were evaluated by three AFC methodologies: i) mean and standard deviation: low (≤ 15 follicles); intermediate (≥ 16 to ≤ 44 follicles) or high (≥ 45 follicles); ii) quartiles: low (≤ 15 follicles); intermediate (≥ 16 to ≤ 39 follicles), or high (≥ 40 follicles); and iii) AFC score: I (low; ≤ 15 follicles); II (intermediate; ≥ 16 to ≤ 30 follicles); III (high; ≥ 31 to ≤ 44 follicles) or IV (very high; ≥ 45 follicles). Data were analyzed by a GLIMMIX and Tukey test or binary logistic regression model (P ≤ 0.05). The conception rate to TAI was influenced (P < 0.05) by AFC in the three methods classification, being the highest conception rate observed in the low AFC group regardless of method utilized: Mean (low 61.73%a, intermediate 54.02%ab and high 49.48%b), Quartiles (low 61.73%a, intermediate 53.59%ab and 51.46%b) and Score (I 61.73%a, II 54.80%ab, III 53.23%ab and IV 49.48%b). There were variations (P < 0.05) in the conception rate within the 2.50 to 2.75 BCS range for all AFC classification methods, with the low AFC females presenting the best results, regardless of the method used. Also, females with low AFC showed larger (P < 0.05) diameters of dominant follicles at the TAI regardless of method. The different methodologies used (Mean, Quartile and Score) to AFC classification showed a consistency between the main findings, and we believe that this standardization will facilitate the interpretation of data involving AFC.(AU)

Relationships between antral follicle counts and ovarian morphology of Bos indicus of different ages / Relações entre a contagem de folículos antrais e a morfologia ovariana de Bos indicus de diferentes idades

This study aimed to evaluate the relationship between the antral follicle count (AFC) and the ovarian morphology of Bos indicus in different age groups: 12-23 months (G1), 24-35 months (G2), 36-47 months (G3), 48-59 months (G4), and >60 months (G5). Ovaries were collected individually and sent to the laboratory, where we measured AFC, the diameter and weight of the ovaries, dominant follicle (DF, >8mm), corpus luteum (CL), and small follicles (SF, <8mm). AFC were classified as high, intermediate-high, intermediate-low, and low. A group of ovaries was subjected to follicular aspiration to evaluate the morphological quality of the recovered cumulus oocyte complexes (COCs). Mean AFC did not vary between ages. The morphological characteristic that was most closely correlated with AFC was the weight of the small follicles. There was no relationship between AFC and the weight and diameter of the DF and CL. Quality of the COCs was superior in ovaries in which the CL was present, but it did not vary between the AFC classes. We conclude that AFC can be performed on a single ovary, regardless of the presence, diameter, and weight of the CL and DF in zebu between 12 and 60 months old.

O presente estudo teve como objetivo avaliar a relação entre a contagem de folículos antrais (CFA) e a morfologia ovariana de Bos indicus em diferentes faixas etárias: 12-23 meses (G1), 24-35 meses (G2), 36-47 meses (G3), 48-59 meses (G4) e >60 meses (G5). Os ovários foram coletados individualmente e enviados ao laboratório, onde suas características morfológicas foram medidas: CFA, diâmetro e peso dos ovários, do folículo dominante (FD, ≥8 mm), do corpo lúteo (CL) e dos folículos pequenos (SF, <8 mm). A CFA foi classificada como alta, intermediária-alta, intermediária-baixa e baixa. Um grupo de ovários foi submetido à aspiração folicular para avaliar a qualidade morfológica dos complexos cumulus oócitos (COCs) recuperados. A CFA média não variou entre as idades. A característica morfológica que se correlacionou mais intimamente com a CFA foi o peso dos folículos pequenos. Não houve relação entre a CFA e o peso e o diâmetro do FD e do CL. A qualidade dos COCs foi superior em ovários em que o CL estava presente, mas não variou entre as classes de CFA. Concluiu-se que a CFA pode ser realizada em um único ovário, independentemente da presença, do diâmetro e do peso do CL e do FD em zebuínos entre 12 e 60 meses de vida.

Antral follicle count, productive and reproductive parameters in Bos indicus and Bos indicus-taurus prepubertal heifers with early puberty induction / Contagem de folículos antrais, parâmetros produtivos e reprodutivos em novilhas pré-púberes Bos indicus e Bos indicus-taurus com indução precoce de puberdade

Prepubertal Nelore (G-N = 15) and crossbred Nelore x Aberdeen Angus heifers (G-NA = 15) were used for this study. AFC, live weight, body condition score (BCS), ovary and dominant follicle (DF) diameters were determined in each animal. Puberty induction was performed by insertion of a 4th use progesterone device (D0) which was removed on D12. Also, 1 mg estradiol benzoate was administered, and estrus intensity was classified (D12). At D21, the presence and diameter of the corpus luteum (CL) were registered. AFC was highly repeatable, regardless of hormone induction in both G-N (r=0.79) and G-NA (r=0.90). The mean AFC was greater in G-N compared to G-NA (24.2±8.5 vs. 17.7±9.0 follicles). A variation in BCS throughout the study occurred in G-NA, but not in G-N. The average weight gain (AWG) was greater in G-NA compared to G-N (0.69±0.33 vs. 0.40±0.29kg/day). The G-NA resulted in a larger diameter of DF at D12 than G-N (11.6±2.7 vs. 9.3±1.5mm). In conclusion, AFC was greater in Nelore heifers, although in both breeds this count was highly repeatable during puberty induction. Crossbred heifers had greater BCS and AWG with greater diameter of DF, indicating higher precocity when compared to Nelore heifers.

Novilhas pré-púberes Nelore (G-N=15) e mestiças Nelore x Aberdeen Angus (G-NA=15) foram utilizadas neste estudo. CFA, peso vivo, escore de condição corporal (ECC), diâmetros do ovário e folículo dominante (FD) foram determinados em cada animal. A indução da puberdade foi realizada pela inserção de um dispositivo de progesterona de quarto uso (D0), que foi retirado no D12. Além disso, 1mg de benzoato de estradiol foi administrado e a intensidade do estro foi classificada (D12). No D21, foram registrados a presença e o diâmetro do corpo lúteo (CL). A CFA foi altamente repetível, independentemente da indução hormonal em G-N (r=0,79) e G-NA (r=0,90). A CFA média foi maior em G-N em comparação com G-NA (24,2±8,5 vs. 17,7±9,0 folículos). Uma variação no ECC ao longo do estudo ocorreu em G-NA, mas não em G-N. O ganho de peso médio (GPM) foi maior em G-NA em comparação com G-N (0,69±0,33 vs. 0,40±0,29kg/dia). O G-NA resultou em um diâmetro maior de FD em D12 do que o G-N (11,6±2,7 vs. 9,3±1,5mm). Em conclusão, a CFA foi maior em novilhas Nelore, embora em ambas as raças essa contagem tenha sido altamente repetível durante a indução da puberdade. Novilhas mestiças apresentaram maior ECC e GPM com maior diâmetro de FD, indicando maior precocidade quando comparadas às novilhas Nelore.

Low versus high antral follicle count on the fertility of timed AI Nelore heifers / Baixa versus alta contagem de folículos antrais na fertilidade de novilhas Nelore inseminadas em tempo-fixo

This study aimed to determine the effect of antral follicle count (AFC), and pubertal status on the fertility of beef heifers. In this study, 230 Nelore heifers, 20±2 months of age, were subjected to an estradiol progesterone-based timed artificial insemination (TAI) program. On Day 0 of the TAI protocol, the heifers were examined by transrectal ultrasound to record videos of the ovaries. Later, in the darkroom of the laboratory of images, the videos were analyzed for AFC (≥ 3 mm) of each ovary. Females who failed the first TAI were resynchronized with the same hormonal protocol. The pregnancy status was evaluated by ultrasonography 30 days after each FTAI. The general mean of the AFC was 22.0 follicles. Thus, the heifers were divided into 2 groups according to AFC: Low AFC (˂ 22 follicles, n = 114), and High AFC (≥ 22 follicles, n = 116). No differences (P > 0.05) in the pregnancy per AI (P/AI) were observed between the Low and High AFC groups, and between pubertal and prepubertal categories. The P/AI was not different between heifers that displayed or did not estrus (P = 0.2). However, considering the estrus response of each AFC group, High AFC heifers that displayed estrus had greater P/AI (P = 0.01) than High AFC heifers that did not display estrus. In summary, AFC and pubertal status did not affect the fertility of Nelore heifers. In contrast, the P/AI of heifers that did not display estrus was lower than heifers observed in estrus only in the High AFC group.(AU)

Esse estudo teve como objetivo determinar o efeito da contagem de folículos antrais (CFA) e da maturidade sexual na fertilidade de novilhas de corte. Neste estudo, 230 novilhas Nelore, com 20 ± 2 meses de idade, foram submetidas a um protocolo de inseminação em tempo-fixo (IATF) a base de estradiol e progesterona. No Dia 0 do protocolo de IATF as novilhas foram examinadas por ultrassonografia transretal e vídeos dos ovários foram gravados para posterior CFA (≥ 3 mm) realizada na sala escura do laboratório de imagens. Trinta dias após a ultrassonografia, as fêmeas que falharam na primeira IATF foram ressincronizadas com o mesmo protocolo hormonal. A prenhez foi avaliada por ultrassonografia 30 dias após cada IATF. A média geral da CFA foi de 22 folículos; assim, as novilhas foram divididas em 2 grupos de acordo com a CFA: CFA baixa (˂ 22 folículos, n=114) e CFA alta (≥ 22 folículos, n=116). A prenhez por IA (P/IA) foi semelhante (P > 0,05) entre os grupos CFA baixa e alta e entre novilhas púberes e pré-púberes. A P/IA não foi diferente entre as novilhas que apresentaram ou não cio (P = 0,2). No entanto, novilhas com CFA alta que apresentaram cio tiveram maior P/IA (P = 0,01) do que novilhas com CFA alta que não apresentaram cio. Em conclusão, a CFA e a maturidade sexual não afetaram a fertilidade de novilhas. Por outro lado, a P/IA das novilhas que apresentaram cio foi maior do que das novilhas não observadas em cio apenas no grupo CFA alta.(AU)

Qualitative and quantitative aspects of atresia during mammalian folliculogenesis / Aspectos qualitativos e quantitativos da atresia durante a foliculogênese em mamíferos

Durante a foliculogênese ovariana, cerca de 99,9% dos folículos morrem pelo processo de atresia folicular. O processo de atresia pode ocorrer pelas vias degenerativa ou apoptótica. Este processo compromete todos os estágios de desenvolvimento folicular, sendo os folículos antrais os mais afetados. Por outro lado, os folículos préantrais são mais resistentes, em função de sua menor taxa metabólica, bem como do número reduzido de células e camadas de células somáticas, células da granulosa e/ou da teca. Embora folículos pré-antrais sejam menos afetados pelo processo de atresia, quando este evento ocorre, pode-se classificá-lo de duas formas, degeneração do tipo I e degeneração do tipo II. Na degeneração do tipo I, o oócito é o compartimento mais comprometido, apresentando núcleo picnótico, embora suas células da granulosa apresentem-se bem organizadas e sem picnose nuclear. Já na degeneração do tipo II, os folículos apresentam oócito retraído e células da granulosa edemaciadas, desorganizadas e sem aderência à membrana basal e ao oócito. É importante destacar que a degeneração do tipo I é mais comum em folículos primordiais e primários, enquanto folículos secundários apresentam mais degeneração do tipo II, ou seja, a medida que os folículos evoluem, a degeneração do tipo II é mais frequente. Considerando todos os aspectos aqui relacionados, essa revisão de literatura abordará aspectos relacionados aos processos de foliculogênese e atresia folicular, bem como as substâncias que induzem a atresia durante a foliculogenese in vitro e in vivo e, ainda, os métodos e parâmetros para análise da atresia em folículos ovarianos. Isto se deve a necessidade de desenvolvimento de protocolos mais eficientes de recuperação dos folículos ovarianos, prevenindo essa grande perda folicular e otimizando as possibilidades de utilização desses materiais biológicos no futuro.

During ovarian foliculogenesis, about 99.9% of follicles die by the follicle atresia process. The atresia process can occur via degeneration or apoptosis. This process compromises all the follicle development stages, with antral follicles being those most affected. On the other hand, the preantral follicles are more residents, since their slow metabolic rate, as well as the reduced number and layers of somatic cells, granulosa and/or thecal cells. Although preantral follicles are less affected by the atresia process, when the event occurs, we can classify it in two ways, type I or type II degenerated follicles. In the type I degeneration the oocyte is the most compromised compartment, showing the picnotic nuclei, although its granulosa cells presented well organized and no picnosis. Already in the type II degeneration, the follicles presented shrunken in the oocyte, and swollen, disorganization and no adhered granulosa cells from the basal membrane and oocyte. It is important to highlight that type I degeneration is the most common in primordial and primary follicles, while in secondary follicles present more type II degeneration, which means that the as follicle evolve, type II degeneration is more frequent. Considering all the aspects related here, this literature review will address aspects related to the folliculogenesis and the process of follicle atresia, as well as substances that induce atresia during in vitro and in vivo folliculogenesis and methods and parameters for analyzing atresia in ovarian follicles. This is due to the need to develop more efficient ovarian follicle recovery protocols, which can prevent this great follicular loss and optimizing the possibilities of use of these biological materials in the future.

Contagem de folículos antrais: relação com a eficiência das biotécnicas e fertilidade / Antral follicle count: relationship with the efficiency of biotechniques and fertility

A implementação das biotécnicas reprodutivas juntamente com os programas de melhoramento genético tem contribuído expressivamente para uma rápida disseminação de indivíduos melhoradores, tanto pelo uso da inseminação artificial, quanto pela produção in vivo e in vitro de embriões. No entanto, a eficiência destes programas está condicionada a uma série de fatores que podem afetar de maneira significativa a performance reprodutiva tanto em bovinos de corte, como de leite. Neste contexto, a contagem de folículos antrais (CFA) se destaca como um dos fatores de maior influência e ainda pouco compreendido. Empregando a ultrassonografia, fêmeas podem ser classificada em baixa, intermediária ou alta CFA, devido à alta variabilidade desta contagem no rebanho. Além disso, a alta repetibilidade desta característica possibilita realizar esta classificação em diferentes momentos da vida reprodutiva da fêmea. De maneira geral, doadoras de alta CFA tem proporcionado maiores rendimentos embrionários tanto na técnica in vivo quanto in vitro. Entretanto, fêmeas de baixa CFA têm apresentado maiores diâmetros foliculares e maior taxa de prenhez quando submetidas à IATF. Embora a CFA atue como um fator de grande influência, sua herdabilidade é baixa e não há relação com características zootécnicas de programas de melhoramento. Finalmente, a CFA tem se destacado como uma importante ferramenta de seleção de matrizes e que tem contribuído significativamente para um maior sucesso nos programas reprodutivos.

The implementation of reproductive biotechniques and genetic improvement programs has significantly contributed to a fast dissemination of animals with high genetic, both by artificial insemination and in vivo and in vitro embryo production. However, the efficiency of these programs is conditioned to several factors that can considerably affect the reproductive performance in both beef and dairy cattle. In this context, the antral follicle count (AFC) stands out as one of the most influential and still poorly understood factors. Females can be classified as low, intermediate, or high AFC by ultrasonography due to the high variability of this count in the herd. In addition, the high repeatability of this characteristic allows high confidence in carrying out this classification at different times of the reproductive life. In general, high AFC donors have provided higher embryo yields both in vivo and in vitro. However, females with low AFC have shown larger follicular diameters and higher pregnancy rate when submitted to TAI. Although AFC is a factor of great influence, its heritability is low and there is no relationship with zootechnical characteristics of breeding programs. Finally, AFC has emerged as an important tool to female’s selection and has significantly contributed to greater success in breeding programs.

Immunolocalization of angiotensin-(1-7), angiotensin II and angiotensin- converting enzyme 2 in goat ovary / Imunolocalização de angiotensina-(1-7), angiotensina II e enzima-conversora de angiotensina 2 em ovário de cabras

There is increasing evidence as to the participation of the ovarian renin-angiotensin system in important reproductive processes. The inhibition of the angiotensin-converting enzyme (ACE) caused an increase in the rate of ovulation and pregnancy in the artificial insemination protocol has fixed time (TFIA). This study aimed to investigate the presence and location of Ang II, Ang- (1-7) and ACE2 in goat ovaries and the possibility of the involvement of these peptides in previous results. Ten ovaries from goats were collected in a slaughterhouse, washed in buffered PBS, perfused with protease inhibitor solution and processed for immunohistochemistry protocol. The search for peptides was performed using the avidin–biotin–peroxidase method. A strong immunoreactivity for Ang II in theca cells of antral follicles and corpus luteum was observed. Antral follicles (theca cells), corpus luteum and oocyte cytoplasm in early antral follicles exhibited strong immunoreactivity for Ang-(1-7). There was strong immunoreactivity for ACE2 in the cytoplasm of luteal cells and theca cells of antral follicles. In this study, for the first time, the presence and location of Ang II, Ang-(1-7) and ACE2 are reported in goat ovary, suggesting that there is participation in follicular development, oocyte maturation and corpus luteum development.

Há evidências crescentes quanto à participação do sistema renina-angiotensina ovariano em processos reprodutivos importantes. A inibição da enzima conversora de angiotensina (ECA) ocasionou aumento na taxa de ovulação e gravidez no protocolo de inseminação artificial por tempo fixo (TFIA). Este estudo teve como objetivo investigar a presença e localização de Ang II, Ang-(1-7) e ECA2 em ovários de cabras e a possibilidade do envolvimento desses peptídeos em resultados anterio-res. Dez ovários de cabras foram coletados em abatedouro, lavados em PBS tamponado, perfundidos com solução inibidora de protease e processados para protocolo de imunohistoquímica. A busca por peptídeos foi realizada usando o método avidina-bio-tina-peroxidase. Foi observada uma forte imunorreatividade para Ang II em células da teca de folículos antrais e corpo lúteo. Os folículos antrais (células da teca), corpo lúteo e citoplasma do oócito nos folículos antrais iniciais exibiram forte imunor-reatividade para Ang-(1-7). Houve forte imunorreatividade para ECA2 no citoplasma das células luteais e células da teca dos folículos antrais. Neste estudo, pela primeira vez, a presença e localização de Ang II, Ang- (1-7) e ECA2 são relatadas em ovário caprino, sugerindo que há participação no desenvolvimento folicular, maturação oocitária e desenvolvimento do corpo lúteo.

Immunolocalization of angiotensin-(1-7), angiotensin II and angiotensin- converting enzyme 2 in goat ovary / Imunolocalização de angiotensina-(1-7), angiotensina II e enzima-conversora de angiotensina 2 em ovário de cabras

There is increasing evidence as to the participation of the ovarian renin-angiotensin system in important reproductive processes. The inhibition of the angiotensin-converting enzyme (ACE) caused an increase in the rate of ovulation and pregnancy in the artificial insemination protocol has fixed time (TFIA). This study aimed to investigate the presence and location of Ang II, Ang- (1-7) and ACE2 in goat ovaries and the possibility of the involvement of these peptides in previous results. Ten ovaries from goats were collected in a slaughterhouse, washed in buffered PBS, perfused with protease inhibitor solution and processed for immunohistochemistry protocol. The search for peptides was performed using the avidin–biotin–peroxidase method. A strong immunoreactivity for Ang II in theca cells of antral follicles and corpus luteum was observed. Antral follicles (theca cells), corpus luteum and oocyte cytoplasm in early antral follicles exhibited strong immunoreactivity for Ang-(1-7). There was strong immunoreactivity for ACE2 in the cytoplasm of luteal cells and theca cells of antral follicles. In this study, for the first time, the presence and location of Ang II, Ang-(1-7) and ACE2 are reported in goat ovary, suggesting that there is participation in follicular development, oocyte maturation and corpus luteum development.(AU)

Há evidências crescentes quanto à participação do sistema renina-angiotensina ovariano em processos reprodutivos importantes. A inibição da enzima conversora de angiotensina (ECA) ocasionou aumento na taxa de ovulação e gravidez no protocolo de inseminação artificial por tempo fixo (TFIA). Este estudo teve como objetivo investigar a presença e localização de Ang II, Ang-(1-7) e ECA2 em ovários de cabras e a possibilidade do envolvimento desses peptídeos em resultados anterio-res. Dez ovários de cabras foram coletados em abatedouro, lavados em PBS tamponado, perfundidos com solução inibidora de protease e processados para protocolo de imunohistoquímica. A busca por peptídeos foi realizada usando o método avidina-bio-tina-peroxidase. Foi observada uma forte imunorreatividade para Ang II em células da teca de folículos antrais e corpo lúteo. Os folículos antrais (células da teca), corpo lúteo e citoplasma do oócito nos folículos antrais iniciais exibiram forte imunor-reatividade para Ang-(1-7). Houve forte imunorreatividade para ECA2 no citoplasma das células luteais e células da teca dos folículos antrais. Neste estudo, pela primeira vez, a presença e localização de Ang II, Ang- (1-7) e ECA2 são relatadas em ovário caprino, sugerindo que há participação no desenvolvimento folicular, maturação oocitária e desenvolvimento do corpo lúteo.(AU)

Cultivo in vitro de folículos pré-antrais bovinos: revisão, desafios, conquistas e perspectivas futuras / In vitro culture of bovine preantral follicles: review, challenges, achievements and future perspectives

A reprodução animal incide diretamente na eficiência e rentabilidade econômica de um rebanho, sendo considerada um dos fatores de maior importância para os sistemas de produção. Consequentemente, o desenvolvimento e a utilização de biotecnologia são indispensáveis para o aumento da eficiência reprodutiva, do melhoramento genético, da produção de alimentos e geração de riquezas. Nas últimas décadas várias foram as biotécnicas associadas à reprodução animal que apresentaram um grande potencial para a geração de genética, especialmente, ao que se referem aos avanços da reprodução assistida. Estes progressos possibilitaram a utilização de folículos pré-antrais como fonte de oócitos para biotecnologias reprodutivas. Deste modo, a técnica de cultivo in vitro proporciona a retomada do desenvolvimento dos folículos presente na reserva ovariana pela ativação in vitro forçada simulando a ocorrência de distúrbios na foliculogênesse. Até então, apenas a especie murina obteve descendentes vivos através dos folículos primordiais cultivados in vitro. Infelizmente, não há relatos de sucesso em outras espécies, tornando o desenvolvimento de sistemas ideias de cultivo in vitro um desafio. Portanto, o objetivo desta revisão é descrever e discutir os principais avanços da situação atual da pesquisa com folículos pré-antrais inclusos em folículos ovarianos.(AU)

Animal reproduction directly affects the efficiency and economic profitability of a herd, being considered one of the most important factors for production systems. Consequently, the development and use of biotechnology are indispensable for increasing reproductive efficiency, genetic improvement, food production and wealth generation. In the last few decades, biotechnologies associated with animal reproduction have shown great potential for the generation of genetics, especially with regard to advances in assisted reproduction. These advances have enabled the use of pre-antral follicles as a source of oocytes for reproductive biotechnologies. Thus, the in vitro culture technique provides the resumption of the development of follicles present in the ovarian reserve by forced in vitro activation, simulating the occurrence of disturbances in folliculogenesis. Until then, only the murine species obtained living descendants through primordial follicles cultivated in vitro. Unfortunately, there are no reports of success in other species, making the development of ideal in vitro culture systems a challenge.Therefore, the purpose of this review is to describe and discuss the main advances in the current research situation with preantral follicles included in ovarian follicles.(AU)

Cultivo in vitro de folículos pré-antrais bovinos: revisão, desafios, conquistas e perspectivas futuras / In vitro culture of bovine preantral follicles: review, challenges, achievements and future perspectives

A reprodução animal incide diretamente na eficiência e rentabilidade econômica de um rebanho, sendo considerada um dos fatores de maior importância para os sistemas de produção. Consequentemente, o desenvolvimento e a utilização de biotecnologia são indispensáveis para o aumento da eficiência reprodutiva, do melhoramento genético, da produção de alimentos e geração de riquezas. Nas últimas décadas várias foram as biotécnicas associadas à reprodução animal que apresentaram um grande potencial para a geração de genética, especialmente, ao que se referem aos avanços da reprodução assistida. Estes progressos possibilitaram a utilização de folículos pré-antrais como fonte de oócitos para biotecnologias reprodutivas. Deste modo, a técnica de cultivo in vitro proporciona a retomada do desenvolvimento dos folículos presente na reserva ovariana pela ativação in vitro forçada simulando a ocorrência de distúrbios na foliculogênesse. Até então, apenas a especie murina obteve descendentes vivos através dos folículos primordiais cultivados in vitro. Infelizmente, não há relatos de sucesso em outras espécies, tornando o desenvolvimento de sistemas ideias de cultivo in vitro um desafio. Portanto, o objetivo desta revisão é descrever e discutir os principais avanços da situação atual da pesquisa com folículos pré-antrais inclusos em folículos ovarianos.

Animal reproduction directly affects the efficiency and economic profitability of a herd, being considered one of the most important factors for production systems. Consequently, the development and use of biotechnology are indispensable for increasing reproductive efficiency, genetic improvement, food production and wealth generation. In the last few decades, biotechnologies associated with animal reproduction have shown great potential for the generation of genetics, especially with regard to advances in assisted reproduction. These advances have enabled the use of pre-antral follicles as a source of oocytes for reproductive biotechnologies. Thus, the in vitro culture technique provides the resumption of the development of follicles present in the ovarian reserve by forced in vitro activation, simulating the occurrence of disturbances in folliculogenesis. Until then, only the murine species obtained living descendants through primordial follicles cultivated in vitro. Unfortunately, there are no reports of success in other species, making the development of ideal in vitro culture systems a challenge.Therefore, the purpose of this review is to describe and discuss the main advances in the current research situation with preantral follicles included in ovarian follicles.

Oogênese e Foliculogênese em Bovinos / Oogenesis and Folliculogenesis in Cattle

Os ovários desempenham papéis relevantes para o sistema reprodutivo, no qual a função exócrina (ou gametogênica) realiza a maturação e liberação do oócito para a fecundação e a função endócrina (ou esteroidogênica) afeta a síntese, secreção de hormônios e fatores de crescimento. Além disso, existe uma interação entre os fatores endócrinos, autócrinos e parácrinos, atuando em associação com o processo de desenvolvimento folicular e oocitário durante a vida reprodutiva da fêmea. O córtex, porção mais externa do ovário, representa a região funcional onde se localizam os folículos ovarianos e as estruturas lúteas, em diferentes estágios de desenvolvimento e/ou atresia. A região medular localiza-se mais internamente, na maioria das espécies, e sua principal função é nutrir e sustentar o ovário. Apesar da numerosa população folicular presente nos ovários, estabelecida durante a vida fetal, quase todos os folículos encontrados no pool de reserva ovariana, ou seja, 99,9%, não atingem a ovulação. Esses folículos passam por um processo de morte celular conhecido como atresia folicular, tornando o ovário um órgão de baixa produtividade. A elucidação dos mecanismos que regulam a foliculogênese, incluindo o processo de atresia, é importante para o melhor aproveitamento dos folículos na melhoria da eficiência reprodutiva de animais de produção.

The ovaries play roles relevant to the reproductive system, in which the exocrine (or gametogenic) function carries out the maturation and release of the oocyte for fertilization and the endocrine (or steroidogenic) function effects the synthesis and secretion of hormones and growth factors. In addition, there is an interaction between endocrine, autocrine and paracrine factors, acting in association with the follicular and oocyte development process during the female's reproductive life. The cortex, the outermost portion of the ovary, represents the functional region where the ovarian follicles and luteal structures are located, at different stages of development and/or atresia. The medullary region is located more internally, in most species, and its main function is to nourish and support the ovary. Despite the numerous follicular population present in the ovaries, established during fetal life, almost all follicles found in the ovarian reserve pool, i.e., 99.9%, do not reach ovulation. These follicles undergo a process of cell death known as follicular atresia, making the ovary a low-productivity organ. The elucidation of the mechanisms that regulate folliculogenesis, including the atresia process, is important for the better use of follicles in improving the reproductive efficiency of production animals.

Increased antral follicle population and in vitro embryo production in pregnant Holstein / Aumento da população folicular antral e produção in vitro de embriões em fêmeas gestantes da raça Holandesa

This study used Holstein cattle to evaluate the following: I) the productive and reproductive characteristics of cows with low, intermediate and high antral follicle counts (AFCs) that were subjected to artificialin semination (AI) and comparison of AFC variability at the time of AI (nonpregnant) and at two time points during pregnancy (30 and 60 days), and II) whether the pregnancy status and different pregnancy periods in heifers improves the efficiency at in vitro embryo production (IVEP). In study I, 75 high-milk production cows with body condition scores (BCSs) of 2.75 to 4.75 and ages of 23 to 99 months were selected. Onthe day of estrus, AFCs (follicles ≥ 3 mm), BCS, body weight, and diameters of the dominant follicle, ovaries and the corpus luteum were evaluated. Posteriorly, AFC was monitored in pregnant cows at 30 days (n =35) and at 60 days for comparison of AFC before pregnancy versus different periods. In study II, heifers (n = 9) with BCS of 2.5 to 3.5 and ages of 10 to 16 months were selected for ovum pick-up and an IVEP program before AI (nonpregnant) as well as at 0 to 30, 31 to 60, and > 60 days of pregnancy. Statistical analysis was performed using PROC GLM and binary logistic regression model (P ≤ 0.05). In study I, AFC was not associated with variations in productive and reproductive parameters. However, AFCs in the low group increased following pregnancy (AI: 14.82 ± 1.36, 30 days: 23.45 ± 2.31 and 60 days: 35.18 ± 3.17 follicles). AFCs increased from AI to 60 days in the intermediate group but did not vary among time points in the high group. AFCs varied among AFC groups in AI and at 30 days of pregnancy but not at 60 days. In study II, the mean of total oocytes (17.43 ± 4.52 vs. 41.67 ± 3.79) and viable oocytes (13.77 ± 3.63 vs. 30.56± 3.45) increased from AI (nonpregnant) to the first 30 days of pregnancy. [...]

Este estudo utilizou fêmeas da raça Holandesa para avaliar: i) variação da contagem de folículos antrais na gestação; ii) resultado da produção in vitro de embriões em doadoras antes e depois da gestação. No estudo I, 75 vacas de alta produção de leite com escores de condição corporal (ECC) de 2,75 a 4,75 e idades de 23 a 99 meses foram selecionadas. No dia do estro a CFA foi avaliada (folículos ≥ 3 mm) além do escore corporal, peso corporal e diâmetros do folículo dominante, ovários e corpo lúteo. Posteriormente, a CFA foi monitorada nas vacas gestantes (n = 35) aos 30 e 60 dias. No estudo II, novilhas (n = 9) com ECC de 2,5 a 3,5 e idades de 10 a 16 meses foram selecionadas para obtenção de oócitos antes e depois da gestação, no primeiro, segundo e acima dos dois meses de gestação. A análise estatística foi realizada usando PROC GLM e modelo de regressão logística binária (P ≤ 0,05). No estudo I, a CFA não foi associada a variações nos parâmetros produtivos e reprodutivos. No entanto, as vacas de baixa CFA apresentaram aumento no número de folículos após início da gestação (IA: 14,82 ± 1,36, 30 dias: 23,45 ± 2,31 e 60 dias:35,18 ± 3,17 folículos). A CFA aumentou da IA para 60 dias no grupo de CFA intermediária, mas não variou ao longo do tempo no grupo de alta CFA. A CFA variou entre os grupos comparando-se o momento da IA e 30 dias de gestação. No estudo II, entre a IA e o primeiro mês de gestação, houve aumento do total de oócitos (17,43 ± 4,52 vs. 41,67 ± 3,79), bem como de oócitos viáveis (13,77 ± 3,63 vs. 30,56 ± 3,45). O número médio de embriões produzidos aumentou durante a gestação, [...]

Increased antral follicle population and in vitro embryo production in pregnant Holstein / Aumento da população folicular antral e produção in vitro de embriões em fêmeas gestantes da raça Holandesa

This study used Holstein cattle to evaluate the following: I) the productive and reproductive characteristics of cows with low, intermediate and high antral follicle counts (AFCs) that were subjected to artificialin semination (AI) and comparison of AFC variability at the time of AI (nonpregnant) and at two time points during pregnancy (30 and 60 days), and II) whether the pregnancy status and different pregnancy periods in heifers improves the efficiency at in vitro embryo production (IVEP). In study I, 75 high-milk production cows with body condition scores (BCSs) of 2.75 to 4.75 and ages of 23 to 99 months were selected. Onthe day of estrus, AFCs (follicles ≥ 3 mm), BCS, body weight, and diameters of the dominant follicle, ovaries and the corpus luteum were evaluated. Posteriorly, AFC was monitored in pregnant cows at 30 days (n =35) and at 60 days for comparison of AFC before pregnancy versus different periods. In study II, heifers (n = 9) with BCS of 2.5 to 3.5 and ages of 10 to 16 months were selected for ovum pick-up and an IVEP program before AI (nonpregnant) as well as at 0 to 30, 31 to 60, and > 60 days of pregnancy. Statistical analysis was performed using PROC GLM and binary logistic regression model (P ≤ 0.05). In study I, AFC was not associated with variations in productive and reproductive parameters. However, AFCs in the low group increased following pregnancy (AI: 14.82 ± 1.36, 30 days: 23.45 ± 2.31 and 60 days: 35.18 ± 3.17 follicles). AFCs increased from AI to 60 days in the intermediate group but did not vary among time points in the high group. AFCs varied among AFC groups in AI and at 30 days of pregnancy but not at 60 days. In study II, the mean of total oocytes (17.43 ± 4.52 vs. 41.67 ± 3.79) and viable oocytes (13.77 ± 3.63 vs. 30.56± 3.45) increased from AI (nonpregnant) to the first 30 days of pregnancy. [...](AU)

Este estudo utilizou fêmeas da raça Holandesa para avaliar: i) variação da contagem de folículos antrais na gestação; ii) resultado da produção in vitro de embriões em doadoras antes e depois da gestação. No estudo I, 75 vacas de alta produção de leite com escores de condição corporal (ECC) de 2,75 a 4,75 e idades de 23 a 99 meses foram selecionadas. No dia do estro a CFA foi avaliada (folículos ≥ 3 mm) além do escore corporal, peso corporal e diâmetros do folículo dominante, ovários e corpo lúteo. Posteriormente, a CFA foi monitorada nas vacas gestantes (n = 35) aos 30 e 60 dias. No estudo II, novilhas (n = 9) com ECC de 2,5 a 3,5 e idades de 10 a 16 meses foram selecionadas para obtenção de oócitos antes e depois da gestação, no primeiro, segundo e acima dos dois meses de gestação. A análise estatística foi realizada usando PROC GLM e modelo de regressão logística binária (P ≤ 0,05). No estudo I, a CFA não foi associada a variações nos parâmetros produtivos e reprodutivos. No entanto, as vacas de baixa CFA apresentaram aumento no número de folículos após início da gestação (IA: 14,82 ± 1,36, 30 dias: 23,45 ± 2,31 e 60 dias:35,18 ± 3,17 folículos). A CFA aumentou da IA para 60 dias no grupo de CFA intermediária, mas não variou ao longo do tempo no grupo de alta CFA. A CFA variou entre os grupos comparando-se o momento da IA e 30 dias de gestação. No estudo II, entre a IA e o primeiro mês de gestação, houve aumento do total de oócitos (17,43 ± 4,52 vs. 41,67 ± 3,79), bem como de oócitos viáveis (13,77 ± 3,63 vs. 30,56 ± 3,45). O número médio de embriões produzidos aumentou durante a gestação, [...](AU)

Paeonia lactiflora improves ovarian function and oocyte quality in aged female mice

Although ovarian aging is a key cause of decreased ovarian function and oocyte quality, it remains a problem in infertility treatment. Therefore, this study is aimed to investigate whether Paeonia lactiflora (PL), a herb improves ovarian function and oocyte quality using aged female mice. C57BL/6 female mice aged 8 months were treated orally every day with PL of 26.5 mg/kg (n=7) and 53 mg/kg (n=7) of body weight for 4 weeks using an oral zoned needle. The control group (n=7) was treated with normal saline. Ovaries and serum were collected for the H&E stain and the evaluation of reactive oxygen species (ROS) levels, respectively. In the second experiment, female mice were orally administered with PL (26.5 mg/kg: n=12, 53 mg/kg: n=12, control: n=12) and then superovulated with PMSG and hCG, and mated with male mice. Zygotes were retrieved and cultured for 4 days. Ovaries were provided for examination of expressions of genes associated with angiogenesis (VEGF and visfatin), anti-aging (Sirt1 and Sirt2), and follicular development (c-Kit, BMP-15, and GDF-9). PL significantly increased numbers of surviving follicles (primordial, primary, secondary, and antral), numbers of zygotes retrieved, embryo development rate, and ovarian expression of VEGF, visfatin, c-Kit, BMP-15, and GDF-9 at both doses. However, ovarian expression of Sirt1 and Sirt2 was increased at 53.0 mg/kg of PL. ROS levels were not affected by PL. These results suggest that PL may possess beneficial effects regarding ovarian function and oocyte quality, possibly by activation of ovarian angiogenesis and follicular development.

Paeonia lactiflora improves ovarian function and oocyte quality in aged female mice

Although ovarian aging is a key cause of decreased ovarian function and oocyte quality, it remains a problem in infertility treatment. Therefore, this study is aimed to investigate whether Paeonia lactiflora (PL), a herb improves ovarian function and oocyte quality using aged female mice. C57BL/6 female mice aged 8 months were treated orally every day with PL of 26.5 mg/kg (n=7) and 53 mg/kg (n=7) of body weight for 4 weeks using an oral zoned needle. The control group (n=7) was treated with normal saline. Ovaries and serum were collected for the H&E stain and the evaluation of reactive oxygen species (ROS) levels, respectively. In the second experiment, female mice were orally administered with PL (26.5 mg/kg: n=12, 53 mg/kg: n=12, control: n=12) and then superovulated with PMSG and hCG, and mated with male mice. Zygotes were retrieved and cultured for 4 days. Ovaries were provided for examination of expressions of genes associated with angiogenesis (VEGF and visfatin), anti-aging (Sirt1 and Sirt2), and follicular development (c-Kit, BMP-15, and GDF-9). PL significantly increased numbers of surviving follicles (primordial, primary, secondary, and antral), numbers of zygotes retrieved, embryo development rate, and ovarian expression of VEGF, visfatin, c-Kit, BMP-15, and GDF-9 at both doses. However, ovarian expression of Sirt1 and Sirt2 was increased at 53.0 mg/kg of PL. ROS levels were not affected by PL. These results suggest that PL may possess beneficial effects regarding ovarian function and oocyte quality, possibly by activation of ovarian angiogenesis and follicular development.(AU)

Influência da contagem de folículos antrais na produção in vitro de embriões bovinos de doadoras Bos indicus e Bos taurus Revisão de literatura / Influence of the antral follicle count on bovine in vitro embryo production from Bos indicus and Bos taurus donors

A produção in vitro de embriões (PIVE) é uma biotécnica que se consolidou nos últimos anos e seu uso em bovinos continua a expandir-se, especialmente no Brasil. A facilidade em obter oócitos e as características do rebanho brasileiro foram determinantes para este crescimento. É conhecido que animais Bos taurus indicus e Bos taurus taurus possuem diferenças fisiológicas, metabólicas, endócrinas e comportamentais que impactam diretamente a reprodução. Além disso, a contagem de folículos antrais (CFA) é um parâmetro conhecidamente repetível no indivíduo, mas seu impacto na reprodução das fêmeas ainda não está completamente elucidado, especialmente considerando suas interações com a subespécie. O objetivo da presente revisão é destacar os mecanismos pelos quais estas características influenciam o rendimento e aplicabilidade da produção in vitro de embriões bovinos.(AU)

In vitro embryo production (IVP) is a well stablished biotechnic, and its use in bovines is still expanding, especially in Brazil. The facility to obtain oocytes associated to the breed characteristics of the Brazilian herd were decisive for this expansion. It is known that the physiology, metabolism, endocrinal system and behavior are different for Bos taurus indicus and Bos taurus taurus animals, and these differences may impact directly on the characteristics of reproduction of these animals. Furthermore, the antral follicle count (AFC) is known to present high repeatability on the same female, but its impact on the female reproduction remains unclear, either in the interaction between AFC and subspecies. The aim of this review is to highlight the mechanisms through which the AFC and subspecies may influence the income and feasibility of bovine in vitro embryo production.(AU)

Influência da contagem de folículos antrais na produção in vitro de embriões bovinos de doadoras Bos indicus e Bos taurus – Revisão de literatura / Influence of the antral follicle count on bovine in vitro embryo production from Bos indicus and Bos taurus donors

A produção in vitro de embriões (PIVE) é uma biotécnica que se consolidou nos últimos anos e seu uso em bovinos continua a expandir-se, especialmente no Brasil. A facilidade em obter oócitos e as características do rebanho brasileiro foram determinantes para este crescimento. É conhecido que animais Bos taurus indicus e Bos taurus taurus possuem diferenças fisiológicas, metabólicas, endócrinas e comportamentais que impactam diretamente a reprodução. Além disso, a contagem de folículos antrais (CFA) é um parâmetro conhecidamente repetível no indivíduo, mas seu impacto na reprodução das fêmeas ainda não está completamente elucidado, especialmente considerando suas interações com a subespécie. O objetivo da presente revisão é destacar os mecanismos pelos quais estas características influenciam o rendimento e aplicabilidade da produção in vitro de embriões bovinos.

In vitro embryo production (IVP) is a well stablished biotechnic, and its use in bovines is still expanding, especially in Brazil. The facility to obtain oocytes associated to the breed characteristics of the Brazilian herd were decisive for this expansion. It is known that the physiology, metabolism, endocrinal system and behavior are different for Bos taurus indicus and Bos taurus taurus animals, and these differences may impact directly on the characteristics of reproduction of these animals. Furthermore, the antral follicle count (AFC) is known to present high repeatability on the same female, but its impact on the female reproduction remains unclear, either in the interaction between AFC and subspecies. The aim of this review is to highlight the mechanisms through which the AFC and subspecies may influence the income and feasibility of bovine in vitro embryo production.

Avaliação distribuição mitocondrial na maturação in vitro de oócitos bovinos de ovários com baixa e alta contagem de folículos antrais / Mitochondrial distribution evaluation in vitro maturation of ovarian bovine oocytes with low and high antral follicle count

A Produção in vitro de embriões (PIVE) depende das etapas de maturação, fertilização e cultivo in vitro, sendo a maturação a etapa decisiva para o oócito atingir o estádio de mórula e blastocisto. Neste trabalho objetivou-se avaliar a qualidade de maturação in vitro, de acordo com a distribuição mitocondrial de oócitos provenientes de ovários de fêmeas de abatedouro, com baixa ou alta contagem de folículos antrais (CFA). Foram aspirados 243 ovários dos quais se selecionou 334 oócitos perante de cinco repetições para cada grupo. Os ovários foram separados em dois grupos: 1-baixa CFA (n=19), 2-alta CFA (n= 53) e os oócitos recuperados corados com a sonda MitoTracker Red. Os dados obtidos foram analisados pelo teste não paramétrico exato de Fisher (α=5%) mediante o software Statistical Analysis System for Windows (SAS Inst., Inc., Cary, NC).Em relação a localização das mitocôndrias o presente trabalho apresentou diferenças (p<0,001) entre oócitos imaturos e maturados, o que é desejável. Oócitos maturados apresentaram maior porcentagem de mitocôndrias dispersas no citoplasma e oócitos imaturos na periferia, independente do grupo experimental (baixa e alta CFA). Em oócitos imaturos, não houve diferença (p=0,1542) na localização das mitocôndrias entre os grupos baixa e alta CFA. No entanto, o grupo baixa CFA, após a maturação, apresentou menor quantidade de oócitos com mitocôndrias na periferia em relação aos de alta CFA (p = 0,0355), indicando melhor aquisição de competência desses oócitos para PIVE.

In vitro embryo production (PIVE) depends on the stages of maturation, fertilization and in vitro cultivation, being the decisive stage for the oocyte to reach the morula and blastocyst stage. This study aimed to evaluate the quality of in vitro maturation, according to the mitochondrial distribution of oocytes from ovaries of slaughter females with low or high antral follicle count (CFA). A total of 243 ovaries were aspirated from which 334 oocytes were selected for five replicates for each group. The ovaries were separated into two groups: 1-low CFA (n = 19) 2-high CFA (n = 53) and stained with the Mito Traker Red probe. Data obtained were analyzed by Fisher's exact nonparametric test ( α= 5%) using the Statistical Analysis System for Windows software (SAS Inst., Inc., Cary, NC). Regarding the location of mitochondria, the present study showed significant differences (p <0.001) between immature and mature oocytes, which is desirable. Mature oocytes had a higher percentage of dispersed mitochondria in the cytoplasm and immature oocytes in the periphery, regardless of the experimental group (low and high CFA). In immature oocytes, there was no difference (p = 0.1542) in the location of mitochondria between the low and high CFA groups. However, the oocytes of the low CFA group, after maturation, presented smaller number of oocytes with mitochondria in the periphery compared to the high CFA (p = 0.0355), indicating for this parameter a better competence of these oocytes for PIVE.