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.

Toxicity effect of Auxemma oncocalyx fraction and its active principle oncocalyxone A on in vitro culture of caprine secondary follicles and in vitro oocyte maturation / Efeito da toxicidade da fração da Auxemma oncocalyx e seu princípio ativo oncocalyxona A no cultivo in vitro de folículos secundários e na maturação in vitro de oócitos de caprinos

The extract of Auxemma oncocalyx (A. oncocalyx) and its main component, oncocalyxone A (onco A), possess anti-tumoral activity that may affect fertility. There is limited literature on the action of these substances regarding caprine folliculogenesis. In this study, we evaluated the effect of A. oncocaly and onco A on the in vitro culture of isolated secondary follicles (Experiment 1) and on the in vitro maturation (IVM) of oocytes from caprine antral follicles grown in vivo (Experiment 2). Isolated secondary follicles were distributed in six groups: the non-cultured control was immediately fixed in 4% paraformaldehyde. The remaining follicles were cultured for 7 days in α-minimal essential medium (α-MEM+ ) alone (control) or with dimethyl sulfoxide (DMSO), doxorubicin (DXR), A. oncocalyx, or onco A. After culture, the follicles were evaluated for antrum formation, growth rate, apoptosis (TUNEL), cellular proliferation (PCNA), as well as the expression of BCL2 and BAX. In addition, cumulus oocyte complexes (COCs) were aspirated and allocated into five treatments for IVM: control, cultured only in maturation base medium (TCM 199+ ); or supplemented with DMSO; DXR; A. oncocalyx or onco A. After IVM, oocyte chromatin configuration and viability were assessed. After 7 days of culture, a reduction was noted in the percent of morphologically intact follicles, antrum formation, growth rate, and numbers of PCNApositive granulosa cells (P < 0.05). After culture, the DXR treatment showed a higher percent of TUNELpositive follicles and relative BAX:BCL2 mRNA ratio’s (P < 0.05). After IVM of the COCs, DXR, A. oncocalyx, and onco A treatments showed a greater percent (P < 0.05) of abnormal oocytes and a lower percent of viable oocytes as compared with the control group (P < 0.05)...

O extrato da Auxemma oncocalyx (A. oncocalyx) e seu componente, Oncocalyxona A (onco A), possui atividade antitumoral, podendo afetar a fertilidade. Entretanto, estudos sobre a ação dessas substâncias em relação à foliculogênese caprina são desconhecidos. O objetivo desse estudo foi avaliar o efeito da A. oncocalyx e onco A no cultivo in vitro de folículos secundários isolados (Experimento 1) e na maturação in vitro (MIV) de oócitos de folículos antrais caprinos crescidos in vivo (Experimento 2). Folículos secundários isolados foram distribuídos em seis grupos, em que o controle não-cultivado foi imediatamente fixado em paraformaldeído 4%. Os folículos restantes foram cultivados durante 7 dias em α-MEM+ sozinho (controle) ou suplementado com DMSO, doxorrubicina (DXR), A. oncocalyx ou onco A. Após o cultivo, os folículos foram avaliados quanto à formação de antro, taxa de crescimento, apoptose (TUNEL) e proliferação celular (PCNA), bem como a expressão dos genes BCL2 e BAX. Além disso, os complexos cumulus-oócitos (CCOs) foram aspirados e distribuídos em cinco tratamentos para MIV: o controle em meio de maturação (TCM 199+), e os demais tratamentos suplementados com DMSO, DXR, A. oncocalyx ou onco A. Depois da MIV, a configuração da cromatina e viabilidade oocitária foram avaliadas. Após 7 dias de cultivo, observou-se redução na percentagem de folículos morfologicamente intactos, na formação de antro, na taxa de crescimento e no número de células PCNA positivas (P < 0,05). Depois do cultivo, no tratamento DXR foi observada maior percentagem de folículos TUNEL positivos (P < 0,05) e também aumento na taxa de RNAm BAX: BCL2 (P < 0,05). Após MIV dos CCOs, nos tratamentos com DXR, A. oncocalyx e onco A, observou-se maior (P < 0,05) percentagem de oócitos anormais e menor de oócitos viáveis quando comparados ao grupo controle (P < 0,05)...

Toxicity effect of Auxemma oncocalyx fraction and its active principle oncocalyxone A on in vitro culture of caprine secondary follicles and in vitro oocyte maturation / Efeito da toxicidade da fração da Auxemma oncocalyx e seu princípio ativo oncocalyxona A no cultivo in vitro de folículos secundários e na maturação in vitro de oócitos de caprinos

The extract of Auxemma oncocalyx (A. oncocalyx) and its main component, oncocalyxone A (onco A), possess anti-tumoral activity that may affect fertility. There is limited literature on the action of these substances regarding caprine folliculogenesis. In this study, we evaluated the effect of A. oncocaly and onco A on the in vitro culture of isolated secondary follicles (Experiment 1) and on the in vitro maturation (IVM) of oocytes from caprine antral follicles grown in vivo (Experiment 2). Isolated secondary follicles were distributed in six groups: the non-cultured control was immediately fixed in 4% paraformaldehyde. The remaining follicles were cultured for 7 days in α-minimal essential medium (α-MEM+ ) alone (control) or with dimethyl sulfoxide (DMSO), doxorubicin (DXR), A. oncocalyx, or onco A. After culture, the follicles were evaluated for antrum formation, growth rate, apoptosis (TUNEL), cellular proliferation (PCNA), as well as the expression of BCL2 and BAX. In addition, cumulus oocyte complexes (COCs) were aspirated and allocated into five treatments for IVM: control, cultured only in maturation base medium (TCM 199+ ); or supplemented with DMSO; DXR; A. oncocalyx or onco A. After IVM, oocyte chromatin configuration and viability were assessed. After 7 days of culture, a reduction was noted in the percent of morphologically intact follicles, antrum formation, growth rate, and numbers of PCNApositive granulosa cells (P < 0.05). After culture, the DXR treatment showed a higher percent of TUNELpositive follicles and relative BAX:BCL2 mRNA ratios (P < 0.05). After IVM of the COCs, DXR, A. oncocalyx, and onco A treatments showed a greater percent (P < 0.05) of abnormal oocytes and a lower percent of viable oocytes as compared with the control group (P < 0.05)...(AU)

O extrato da Auxemma oncocalyx (A. oncocalyx) e seu componente, Oncocalyxona A (onco A), possui atividade antitumoral, podendo afetar a fertilidade. Entretanto, estudos sobre a ação dessas substâncias em relação à foliculogênese caprina são desconhecidos. O objetivo desse estudo foi avaliar o efeito da A. oncocalyx e onco A no cultivo in vitro de folículos secundários isolados (Experimento 1) e na maturação in vitro (MIV) de oócitos de folículos antrais caprinos crescidos in vivo (Experimento 2). Folículos secundários isolados foram distribuídos em seis grupos, em que o controle não-cultivado foi imediatamente fixado em paraformaldeído 4%. Os folículos restantes foram cultivados durante 7 dias em α-MEM+ sozinho (controle) ou suplementado com DMSO, doxorrubicina (DXR), A. oncocalyx ou onco A. Após o cultivo, os folículos foram avaliados quanto à formação de antro, taxa de crescimento, apoptose (TUNEL) e proliferação celular (PCNA), bem como a expressão dos genes BCL2 e BAX. Além disso, os complexos cumulus-oócitos (CCOs) foram aspirados e distribuídos em cinco tratamentos para MIV: o controle em meio de maturação (TCM 199+), e os demais tratamentos suplementados com DMSO, DXR, A. oncocalyx ou onco A. Depois da MIV, a configuração da cromatina e viabilidade oocitária foram avaliadas. Após 7 dias de cultivo, observou-se redução na percentagem de folículos morfologicamente intactos, na formação de antro, na taxa de crescimento e no número de células PCNA positivas (P < 0,05). Depois do cultivo, no tratamento DXR foi observada maior percentagem de folículos TUNEL positivos (P < 0,05) e também aumento na taxa de RNAm BAX: BCL2 (P < 0,05). Após MIV dos CCOs, nos tratamentos com DXR, A. oncocalyx e onco A, observou-se maior (P < 0,05) percentagem de oócitos anormais e menor de oócitos viáveis quando comparados ao grupo controle (P < 0,05)...(AU)

CULTIVO IN SITU DE FOLÍCULOS PRÉ-ANTRAIS OVINOS EM MEIO CONTENDO FATOR DE CRESCIMENTO E DIFERENCIAÇÃO-9 E FATOR DE CRESCIMENTO EPIDERMAL

O objetivo desta pesquisa foi estudar os efeitos da suplementação do meio com fator de crescimento e diferenciação-9 (GDF-9) e fator de crescimento epidermal (EGF) e suas associações com FSH, durante cultivo in situ de folículos pré-antrais ovinos, visando avaliar o crescimento, morfologia e viabilidade dos folículos; quantificar o percentual de folículos préantrais em apoptose; avaliar a expressão de genes relacionados à apoptose (BAX, Bcl2, Caspase 3 e 9) e receptor de GDF-9 (BMPR-II) de EGF (EGFR), além de testar a via de ação do EGF usando inibidor da via MAPK (PD98059). Em todos os experimentos foram utilizados fragmentos de cortex ovariano para o cultivo in situ de folículos ovarianos ovinos por oito dias. Os folículos foram classificados em primordiais ou em desenvolvimento, normais e anormais e positivos ou negativos para apoptose (teste de TUNEL). Foram testadas a concentrações de 10, 25, 50, 75 e 100 ng/mL de GDF-9 e de EGF. Foi encontrado que 25ng/mL de GDF-9 foi a menor concentração capaz de desencadear ativação e manutenção da morfologia dos folículos pré-antrais, e que a adição de FSH (50 ng/mL) ao cultivo com GDF- 9 não auxiliou no crescimento folicular, mas foi capaz de aumentar a expressão de BMPR-II, como também contribuir com a proteção contra apoptose, com a diminuição da expressão da caspase 3. Além disso foi evidenciado que a concentração de EGF (50 ng/mL) foi a melhor em promover a ativação, crescimento, além de manter a morfologia folicular, e que a presença do FSH no cultivo foi benéfico a sobrevivência dos folículos. O EGF (50 ng/mL) foi capaz de aumentar a expressão do seu receptor (EGFR) e suprimir a expressão da Bax e Caspase 3, assim como elevar a expressão de Bcl2 mostrando um potencial inibitório da apoptose. Não foi observada diferença na ação do EGF quando foi adicionado inibidor de MAPK no sistema de cultivo. Conclui-se que tanto GDF-9 como EGF associados ao FSH tem ação protetora contra apoptose nos folículos, cultivados in situ por 8 dias. Também foi possível verificar que o EGF não atua pela via de ativação MAPK.

The goal of this research was study the effects of supplementation with the growth differentiation-9 factor (GDF-9), epidermal growth factor (EGF) and their associations with FSH, during in situ culture of sheep preantral follicles, aiming evaluate the growth, morphology and viability, quantify the percentual of preantral follicles in apoptosis; evaluate the genes expression corelated to apoptosis (BAX, Bcl2, Caspase 3 e 9) and GDF-9 (BMPRII) and EGF (EGFR) receptors. Also was tested the activation of EGF pathway using the inhibitor of MAPK (PD98059) way. In all experiments, fragments of sheep ovarian cortex were utilized to in situ culture during eight days. The follicles was classificated as primordial or in development, normal and abnormal, and positive or negative to apoptosis (TUNEL test). The concentrations of 10, 25, 50, 75 e 100 ng/mL of GDF-9 and EGF were tested. It was founded that 25 ng/mL of GDF-9 was the short concentration capable to initiate activation of preantral follicles based on morphology, and FSH (50 ng/mL) addition to GDF-9 culture do not assist the follicle growth, but was capable to increase the expression of BMPR-II, and contributed to the protection of apoptosis, by the decreased expression of Caspase 3. Besides it was evident that the concentration of EGF (50 ng/mL) was the best to promote the activation, growth, beyond to keep the follicles morphology. FSH (50 ng/mL) addition to the EGF culture was beneficial to the follicles survive. The EGF (50 ng/mL) was capable to increase the expression of its receptor (EGFR), to suppress the Bax and Caspase 3 expression, and to increase the Bcl2 expression, showing a potential inhibitory effect to apoptosis. The MAPK inhibitor didn´t have any influence on the EGF action. It was concluded that GDF-9 and EGF associated to FSH have a protection action against follicle apoptosis in situ culture per eight days. In addition, it was verified that EGF do not act through the MAPK activation pathway.

Hormônio do crescimento (GH) e fator de crescimento semelhante à insulina-I (IGF-I): importantes reguladores das foliculogêneses in vivo e in vitro / Growth Hormone (GH) and Insulin-like growth factor I (IGF-I): major regulators of folliculogenesis in vivo and in vitro

A foliculogênese é caracterizada pelo desenvolvimento folicular, envolvendo as etapas de ativação, crescimento e maturação. Durante este evento, hormônios e fatores de crescimento agem em conjunto controlando os complexos mecanismos envolvidos na fisiologia reprodutiva. Dentre estes, destacam-se o hormônio do crescimento (GH) e o fator de crescimento semelhante à insulina I (IGF-I), que estão presentes nas diversas etapas da foliculogênese, atuando de forma direta e/ou indireta a fim de proporcionar o desenvolvimento folicular. Durante as últimas décadas, pesquisas acerca do efeito destas substâncias, isoladas ou em associação, têm sido amplamente realizadas. Neste sentido, esta revisão irá abordar o papel do GH e do IGF-I na regulação da foliculogênese, bem como a interação destes fatores nos desenvolvimentos foliculares in vivo e in vitro.(AU)

The folliculogenesis is characterized by follicular development, involving the steps of activation, growth and maturation. During this event, hormones and growth factors act jointly managing the complex mechanisms involved in reproductive physiology. Among these, we highlight the Growth Hormone (GH) and Insulin-like Growth Factor I (IGF-I) that are present at different stages of folliculogenesis, acting in ways direct or indirect to provide follicular development. During recent decades, searches on the effect of these substances alone or in combination have been widely performed. Therefore, this review will address the role of GH and IGF-I in regulation of folliculogenesis, as well as the interaction of these factors in follicular development in vivo and in vitro.(AU)

Hormônio do crescimento (GH) e fator de crescimento semelhante à insulina-I (IGF-I): importantes reguladores das foliculogêneses in vivo e in vitro / Growth Hormone (GH) and Insulin-like growth factor I (IGF-I): major regulators of folliculogenesis in vivo and in vitro

A foliculogênese é caracterizada pelo desenvolvimento folicular, envolvendo as etapas de ativação, crescimento e maturação. Durante este evento, hormônios e fatores de crescimento agem em conjunto controlando os complexos mecanismos envolvidos na fisiologia reprodutiva. Dentre estes, destacam-se o hormônio do crescimento (GH) e o fator de crescimento semelhante à insulina I (IGF-I), que estão presentes nas diversas etapas da foliculogênese, atuando de forma direta e/ou indireta a fim de proporcionar o desenvolvimento folicular. Durante as últimas décadas, pesquisas acerca do efeito destas substâncias, isoladas ou em associação, têm sido amplamente realizadas. Neste sentido, esta revisão irá abordar o papel do GH e do IGF-I na regulação da foliculogênese, bem como a interação destes fatores nos desenvolvimentos foliculares in vivo e in vitro.

The folliculogenesis is characterized by follicular development, involving the steps of activation, growth and maturation. During this event, hormones and growth factors act jointly managing the complex mechanisms involved in reproductive physiology. Among these, we highlight the Growth Hormone (GH) and Insulin-like Growth Factor I (IGF-I) that are present at different stages of folliculogenesis, acting in ways direct or indirect to provide follicular development. During recent decades, searches on the effect of these substances alone or in combination have been widely performed. Therefore, this review will address the role of GH and IGF-I in regulation of folliculogenesis, as well as the interaction of these factors in follicular development in vivo and in vitro.

Papel do Hormônio Folículo Estimulante na foliculogênese in vivo e in vitro / Role of Follicle Stimulating Hormone in folliculogenesis in vivo and in vitro

A foliculogênese é controlada por diversos hormônios e fatores de crescimento, que sinergicamente agem regulando os eventos envolvidos na fisiologia da reprodução. Dentre esses hormônios, destaca-se o Hormônio Folículo Estimulante (FSH), que é uma gonadotrofina presente em todas as fases da foliculogênese, atuando de forma direta ou indireta para promover o desenvolvimento folicular in vivo e in vitro. Nesse contexto, a revisão irá abordar o papel do FSH na regulação da foliculogênese de mamíferos, bem como a influência das diferentes origens de FSH sobre o crescimento folicular in vivo e in vitro e o seu papel na reprodução assistida.(AU)

The foliculogenesis is controlled by various hormones and growth factors, which act synergistically to regulate the events involved in the physiology of reproduction. Among these hormones, the Follicle Stimulating Hormone (FSH) is a gonadotropin which is present in all stages of folliculogenesis, acting directly or indirectly to promote the follicular development in vivo and in vitro. In this context, the review will contribute to a better understanding of the role of FSH in the regulation of folliculogenesis of mammals as well as the influence of different sources of FSH on the follicular growth in vivo and in vitro and its role in assisted reproduction.(AU)

Papel do Hormônio Folículo Estimulante na foliculogênese in vivo e in vitro / Role of Follicle Stimulating Hormone in folliculogenesis in vivo and in vitro

A foliculogênese é controlada por diversos hormônios e fatores de crescimento, que sinergicamente agem regulando os eventos envolvidos na fisiologia da reprodução. Dentre esses hormônios, destaca-se o Hormônio Folículo Estimulante (FSH), que é uma gonadotrofina presente em todas as fases da foliculogênese, atuando de forma direta ou indireta para promover o desenvolvimento folicular in vivo e in vitro. Nesse contexto, a revisão irá abordar o papel do FSH na regulação da foliculogênese de mamíferos, bem como a influência das diferentes origens de FSH sobre o crescimento folicular in vivo e in vitro e o seu papel na reprodução assistida.

The foliculogenesis is controlled by various hormones and growth factors, which act synergistically to regulate the events involved in the physiology of reproduction. Among these hormones, the Follicle Stimulating Hormone (FSH) is a gonadotropin which is present in all stages of folliculogenesis, acting directly or indirectly to promote the follicular development in vivo and in vitro. In this context, the review will contribute to a better understanding of the role of FSH in the regulation of folliculogenesis of mammals as well as the influence of different sources of FSH on the follicular growth in vivo and in vitro and its role in assisted reproduction.