Uso da ultrassonografia Doppler em programas de IATF e TETF em bovinos / Use of Doppler ultrasonography in timed-AI and ET programs in cattle

O uso intensivo da ultrassonografia Doppler em diversos estudos na última década possibilitou acaracterização da perfusão sanguínea, e estimativa da funcionalidade nos órgãos e tecidos reprodutivos ao longodo ciclo estral e da gestação em bovinos. Objetiva-se aqui discutir as possibilidades de uso da ultrassonografiaDoppler, assim como explorar seu potencial de inclusão em programas reprodutivos em bovinos. Os estudosrecentes em vacas de leite e corte apontam uma alta acurácia e sensibilidade quando a ultrassonografia Doppler éempregada para avaliar a funcionalidade do corpo lúteo e diagnosticar a gestação aos 20-22 dias. Diante disso,programas de ressincronização super-precoce iniciados aos 14 dias pós-inseminação foram desenvolvidos emnovilhas e vacas de corte e estão sendo implementados em programas comerciais de IATF. Estas estratégiaspermitem uma redução para 24 dias no intervalo entre duas IATFs e podem promover ganhos na eficiênciareprodutiva comparado aos sistemas convencionais com diagnóstico da gestação aos 30 dias. Além disso, aavaliação da função luteal pela ultrassonografia Doppler possibilita a seleção de receptoras de embriões commaior receptividade, e consequentemente pode melhorar a fertilidade em programas de TETF.(AU)

The intensive use of Doppler ultrasonography in several studies in the last decade allowed thecharacterization of vascular perfusion, and the estimation of the function of the reproductive organs and tissuesalong the estrous cycle and pregnancy in cattle. We aimed to discuss the possibility of use Doppler imaging, asto explore the potential of its inclusion in reproductive programs in cattles industry. Recent studies in dairyand beef cows indicated a high accuracy and sensibility when Doppler ultrasonography is used to evaluate thefunction of corpus luteum and to diagnosis the pregnancy between days 20 and 22. Moreover,ressynchronization programs starting 14 days post-TAI were developed in beef heifers and cows, and are beenimplemented in commercial TAI programs. These strategies allow a reduction to 24 days in the interval betweentwo TAIs and may improve the gains in reproductive efficacy when compared to the traditional programs withpregnancy diagnosis at 30 days. In addition, the evaluation of luteal function by Doppler ultrasonographyallows the selection of embryo recipients with greater receptivity, and consequently may increase the fertility in timed embryo transfer programs.(AU)

Uso da ultrassonografia Doppler em programas de IATF e TETF em bovinos / Use of Doppler ultrasonography in timed-AI and ET programs in cattle

O uso intensivo da ultrassonografia Doppler em diversos estudos na última década possibilitou acaracterização da perfusão sanguínea, e estimativa da funcionalidade nos órgãos e tecidos reprodutivos ao longodo ciclo estral e da gestação em bovinos. Objetiva-se aqui discutir as possibilidades de uso da ultrassonografiaDoppler, assim como explorar seu potencial de inclusão em programas reprodutivos em bovinos. Os estudosrecentes em vacas de leite e corte apontam uma alta acurácia e sensibilidade quando a ultrassonografia Doppler éempregada para avaliar a funcionalidade do corpo lúteo e diagnosticar a gestação aos 20-22 dias. Diante disso,programas de ressincronização super-precoce iniciados aos 14 dias pós-inseminação foram desenvolvidos emnovilhas e vacas de corte e estão sendo implementados em programas comerciais de IATF. Estas estratégiaspermitem uma redução para 24 dias no intervalo entre duas IATFs e podem promover ganhos na eficiênciareprodutiva comparado aos sistemas convencionais com diagnóstico da gestação aos 30 dias. Além disso, aavaliação da função luteal pela ultrassonografia Doppler possibilita a seleção de receptoras de embriões commaior receptividade, e consequentemente pode melhorar a fertilidade em programas de TETF.

The intensive use of Doppler ultrasonography in several studies in the last decade allowed thecharacterization of vascular perfusion, and the estimation of the function of the reproductive organs and tissuesalong the estrous cycle and pregnancy in cattle. We aimed to discuss the possibility of use Doppler imaging, asto explore the potential of its inclusion in reproductive programs in cattle’s industry. Recent studies in dairyand beef cows indicated a high accuracy and sensibility when Doppler ultrasonography is used to evaluate thefunction of corpus luteum and to diagnosis the pregnancy between days 20 and 22. Moreover,ressynchronization programs starting 14 days post-TAI were developed in beef heifers and cows, and are beenimplemented in commercial TAI programs. These strategies allow a reduction to 24 days in the interval betweentwo TAIs and may improve the gains in reproductive efficacy when compared to the traditional programs withpregnancy diagnosis at 30 days. In addition, the evaluation of luteal function by Doppler ultrasonographyallows the selection of embryo recipients with greater receptivity, and consequently may increase the fertility in timed embryo transfer programs.

Programação da receptividade uterina e fertilidade em vacas de corte / Uterine receptivity and fertility programming in beef cows

Em bovinos de corte, ocorre significativa mortalidade embrionária durante as três primeiras semanas degestação. Durante esse período, o desenvolvimento de zigoto a concepto depende exclusivamente das secreçõesovidutais e uterinas. O processo de secreção, bem como a qualidade dessas secreções são programados pelaexposição sequencial do trato reprodutivo ao estradiol (E2) durante o proestro/estro e à progesterona (P4)durante o diestro inicial. Estratégias visando a otimização da qualidade dos ambientes ovidutal e uterino para odesenvolvimento embrionário serão discutidas e incluem o gerenciamento do crescimento do folículo pré-ovulatório, a suplementação de E2 no proestro, a suplementação de P4 no diestro inicial e combinações entreelas. Ao final, discute-se a intrigante possibilidade do embrião bovino programar o funcionamento doendométrio já na primeira semana de gestação.(AU)

In beef cattle, there is significant embryonic mortality during the three initial weeks of pregnancy.During this period, the development from zygote to conceptus depends exclusively on secretions from the oviductand uterus. The process of secretion as well as the quality of such secretions are programmed by the sequentialexposure of the reproductive tract to estradiol (E2), during proestrus and estrus, and to progesterone (P4),during early diestrus. Strategies that aim to optimize the quality of the oviductal and the uterine environmentstowards embryo development are discussed. Strategies include managing growth of the pre-ovulatory follicle,E2 supplementation at proestrus, P4 supplementation during early diestrus and combinations. Last but not least,we discuss the intriguing possibility of bovine embryo programming endometrial function as early as the firstweek of gestation.(AU)

Programação da receptividade uterina e fertilidade em vacas de corte / Uterine receptivity and fertility programming in beef cows

Em bovinos de corte, ocorre significativa mortalidade embrionária durante as três primeiras semanas degestação. Durante esse período, o desenvolvimento de zigoto a concepto depende exclusivamente das secreçõesovidutais e uterinas. O processo de secreção, bem como a qualidade dessas secreções são programados pelaexposição sequencial do trato reprodutivo ao estradiol (E2) durante o proestro/estro e à progesterona (P4)durante o diestro inicial. Estratégias visando a otimização da qualidade dos ambientes ovidutal e uterino para odesenvolvimento embrionário serão discutidas e incluem o gerenciamento do crescimento do folículo pré-ovulatório, a suplementação de E2 no proestro, a suplementação de P4 no diestro inicial e combinações entreelas. Ao final, discute-se a intrigante possibilidade do embrião bovino programar o funcionamento doendométrio já na primeira semana de gestação.

In beef cattle, there is significant embryonic mortality during the three initial weeks of pregnancy.During this period, the development from zygote to conceptus depends exclusively on secretions from the oviductand uterus. The process of secretion as well as the quality of such secretions are programmed by the sequentialexposure of the reproductive tract to estradiol (E2), during proestrus and estrus, and to progesterone (P4),during early diestrus. Strategies that aim to optimize the quality of the oviductal and the uterine environmentstowards embryo development are discussed. Strategies include managing growth of the pre-ovulatory follicle,E2 supplementation at proestrus, P4 supplementation during early diestrus and combinations. Last but not least,we discuss the intriguing possibility of bovine embryo programming endometrial function as early as the firstweek of gestation.

Ação da Proteína Kinase C na maturação de oócitos bovinos / Role of Protein Kinase C on bovine oocyte maturation

A qualidade do oócito é um fator limitante na fertilidade das fêmeas e reflete seu intrínseco potencial ao desenvolvimento embrionário subsequente. As alterações moleculares e bioquímicas no processo de maturação dos oócitos são necessárias para permitir a fecundação destes. Sob influência das gonadotrofinas, uma cascata de eventos é desencadeada, alterando a expressão gênica e a estrutura dos folículos. A maturação ocorre pelo intercâmbio entre o oócito e as células do cumulus que irão fornecer fatores para o desenvolvimento do oócito e criar o microambiente necessário para garantir o sucesso na maturação. A ação do FSH sobre a retomada da meiose ocorre, possivelmente, por ativação da proteína quinase C (PKC). A via de sinalização desta proteína parece estar envolvida na ativação da quinase ativada por mitógeno (MAPK) em oócitos e células do cumulus, na maturação induzida por FSH e LH, além de regular a síntese do Fator de Crescimento Epidermal (EGF). Deste modo, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a ação da PKC na maturação de oócitos bovinos e se esta ativação envolve o EGF. Para tal foram realizados dois experimentos. Em ambos, a progressão do ciclo celular foi avaliada utilizando a sonda fluorescente Hoechst 33342. A expansão das células do cumulus foi avaliada utilizando-se o software Image Pro Plus 5.1 para análise das imagens dos oócitos geradas em microscópio Olympus IX81. O maior diâmetro de cada complexo cumulus oócito foi adotado como parâmetro de mensuração da expansão. A dosagem de progesterona do meio de cultivo foi realizada pela técnica de RIA. A ativação da PKC e da MAPK foi avaliada pela técnica de Western blot. Os dados foram avaliados pelo software SigmaPlot versão 12.2 e submetidos ao teste de normalidade (Shapiro-Wilk). Quando necessário, os dados foram transformados. Para comparação entre dois tratamentos, utilizou-se o teste t-student. Para mais de dois tratamentos foi realizada análise de variância e teste de comparação de médias (TUKEY), considerando-se 0,05 para rejeitar a hipótese de nulidade. No experimento 1 foi avaliado se a ativação da PKC foi estimulada por gonadotrofinas. Os oócitos foram maturados in vitro tratados com gonadotrofinas, na presença ou ausência do inibidor de PKC. A presença do inibidor de PKC diminuiu as taxas de quebra de vesícula germinativa e a expansão das células do cumulus, sem alterar a esteroidogênese. Estes resultados demonstram que a PKC participa da via de sinalização da retomada da meiose. No experimento 2 foi avaliado se o EGF está envolvido na via regulada pela PKC. Os oócitos foram maturados in vitro, na presença ou ausência de LH e FSH, do inibidor de PKC e do EGF. O EGF foi capaz de reverter os efeitos do inibidor de PKC, aumentando as taxas de quebra de vesícula germinativa e a expansão de células do cumulus. Não foi possível detectar, nas condições deste experimento, a ativação das proteínas PKC e MAPK através do Western Blot. Este trabalho permite concluir que a via de sinalização da maturação de oócitos bovinos envolve a PKC e sugere a participação do EGF nesta via

Oocyte quality is a limiting factor in female fertility and reflects its potential to the subsequent embryonic development. Molecular and biochemical alterations during the oocyte maturation process are needed to allow fecundation. Under gonadotropin influence, cascade of events occurs changing gene expression and follicle structure. Maturation depends on the interaction between oocyte and cumulus cells interaction, which provides factors for oocyte development and create the ideal microenvironment for the success of the maturation process. The FSH stimulation of meiosis resumption probably occurs through PKC activation. The signaling pathway of PKC might be involved by the mitogen activated protein kinase (MAPK) in oocytes and cumulus cells during FSH-LH induced maturation. Furthermore, MAPK regulates the epidermal growth factor (EGF) synthesis. The aim of the present study was to evaluate PKC function during bovine oocyte maturation and if its activity involves EGF. Two experiments were performed. In both experiments, the cell cycle progression was analyzed by Hoechst 33342 fluorescent dye. The cumulus cells expansion was performed using software Image Pro Plus 5.1 by the analysis of oocyte images taken in Olympus IX81 microscope. The highest diameter of each cumulus oocyte complex was recorded as the expansion value. The RIA and Western Blot techniques were used to measure progesterone concentration in the culture media and the PKC and MAPK activity, respectively. Data was analyzed by SigmaPlot software, version 12.2. The Shapiro-Wilk test was used to assess for normality and, when needed, the data was transformed. Student t tests were carried out to compare two treatments. Differences between more than two means were assessed by analysis of variance followed by Tukey test, considering P-value lower than 0.05 as statistically significant. Experiment 1 studied whether PKC function was stimulated by gonadotropins. FSH and LH were used for oocyte maturation in vitro, with or without PKC inhibitor. The presence of PKC inhibitor decreased germinal vesicle breakdown and the cumulus cells expansion, but did not alter the steroidogenesis. These results show that PKC participates in the signaling pathway of meiosis resumption. The Experiment 2 evaluated whether EGF influences PKC signaling pathway. The oocytes were matured in vitro, in the presence or absence of LH and FSH, PKC inhibitor and EGF. Epidermal Growth Factor was able to reverse PKC inhibitor effects, increasing germinal vesicle breakdown rates and cumulus cells expansion. The Western Blot technique was not able to detect PKC and MAPK activity, considering the conditions of this study. In conclusion, PKC is involved in the signaling pathway of bovine oocytes maturation and its pathway is mediated by EGF

Ação da Proteína Kinase C na maturação de oócitos bovinos / Role of Protein Kinase C on bovine oocyte maturation

A qualidade do oócito é um fator limitante na fertilidade das fêmeas e reflete seu intrínseco potencial ao desenvolvimento embrionário subsequente. As alterações moleculares e bioquímicas no processo de maturação dos oócitos são necessárias para permitir a fecundação destes. Sob influência das gonadotrofinas, uma cascata de eventos é desencadeada, alterando a expressão gênica e a estrutura dos folículos. A maturação ocorre pelo intercâmbio entre o oócito e as células do cumulus que irão fornecer fatores para o desenvolvimento do oócito e criar o microambiente necessário para garantir o sucesso na maturação. A ação do FSH sobre a retomada da meiose ocorre, possivelmente, por ativação da proteína quinase C (PKC). A via de sinalização desta proteína parece estar envolvida na ativação da quinase ativada por mitógeno (MAPK) em oócitos e células do cumulus, na maturação induzida por FSH e LH, além de regular a síntese do Fator de Crescimento Epidermal (EGF). Deste modo, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a ação da PKC na maturação de oócitos bovinos e se esta ativação envolve o EGF. Para tal foram realizados dois experimentos. Em ambos, a progressão do ciclo celular foi avaliada utilizando a sonda fluorescente Hoechst 33342. A expansão das células do cumulus foi avaliada utilizando-se o software Image Pro Plus 5.1 para análise das imagens dos oócitos geradas em microscópio Olympus IX81. O maior diâmetro de cada complexo cumulus oócito foi adotado como parâmetro de mensuração da expansão. A dosagem de progesterona do meio de cultivo foi realizada pela técnica de RIA. A ativação da PKC e da MAPK foi avaliada pela técnica de Western blot. Os dados foram avaliados pelo software SigmaPlot versão 12.2 e submetidos ao teste de normalidade (Shapiro-Wilk). Quando necessário, os dados foram transformados. Para comparação entre dois tratamentos, utilizou-se o teste t-student. Para mais de dois tratamentos foi realizada análise de variância e teste de comparação de médias (TUKEY), considerando-se 0,05 para rejeitar a hipótese de nulidade. No experimento 1 foi avaliado se a ativação da PKC foi estimulada por gonadotrofinas. Os oócitos foram maturados in vitro tratados com gonadotrofinas, na presença ou ausência do inibidor de PKC. A presença do inibidor de PKC diminuiu as taxas de quebra de vesícula germinativa e a expansão das células do cumulus, sem alterar a esteroidogênese. Estes resultados demonstram que a PKC participa da via de sinalização da retomada da meiose. No experimento 2 foi avaliado se o EGF está envolvido na via regulada pela PKC. Os oócitos foram maturados in vitro, na presença ou ausência de LH e FSH, do inibidor de PKC e do EGF. O EGF foi capaz de reverter os efeitos do inibidor de PKC, aumentando as taxas de quebra de vesícula germinativa e a expansão de células do cumulus. Não foi possível detectar, nas condições deste experimento, a ativação das proteínas PKC e MAPK através do Western Blot. Este trabalho permite concluir que a via de sinalização da maturação de oócitos bovinos envolve a PKC e sugere a participação do EGF nesta via (AU)

Oocyte quality is a limiting factor in female fertility and reflects its potential to the subsequent embryonic development. Molecular and biochemical alterations during the oocyte maturation process are needed to allow fecundation. Under gonadotropin influence, cascade of events occurs changing gene expression and follicle structure. Maturation depends on the interaction between oocyte and cumulus cells interaction, which provides factors for oocyte development and create the ideal microenvironment for the success of the maturation process. The FSH stimulation of meiosis resumption probably occurs through PKC activation. The signaling pathway of PKC might be involved by the mitogen activated protein kinase (MAPK) in oocytes and cumulus cells during FSH-LH induced maturation. Furthermore, MAPK regulates the epidermal growth factor (EGF) synthesis. The aim of the present study was to evaluate PKC function during bovine oocyte maturation and if its activity involves EGF. Two experiments were performed. In both experiments, the cell cycle progression was analyzed by Hoechst 33342 fluorescent dye. The cumulus cells expansion was performed using software Image Pro Plus 5.1 by the analysis of oocyte images taken in Olympus IX81 microscope. The highest diameter of each cumulus oocyte complex was recorded as the expansion value. The RIA and Western Blot techniques were used to measure progesterone concentration in the culture media and the PKC and MAPK activity, respectively. Data was analyzed by SigmaPlot software, version 12.2. The Shapiro-Wilk test was used to assess for normality and, when needed, the data was transformed. Student t tests were carried out to compare two treatments. Differences between more than two means were assessed by analysis of variance followed by Tukey test, considering P-value lower than 0.05 as statistically significant. Experiment 1 studied whether PKC function was stimulated by gonadotropins. FSH and LH were used for oocyte maturation in vitro, with or without PKC inhibitor. The presence of PKC inhibitor decreased germinal vesicle breakdown and the cumulus cells expansion, but did not alter the steroidogenesis. These results show that PKC participates in the signaling pathway of meiosis resumption. The Experiment 2 evaluated whether EGF influences PKC signaling pathway. The oocytes were matured in vitro, in the presence or absence of LH and FSH, PKC inhibitor and EGF. Epidermal Growth Factor was able to reverse PKC inhibitor effects, increasing germinal vesicle breakdown rates and cumulus cells expansion. The Western Blot technique was not able to detect PKC and MAPK activity, considering the conditions of this study. In conclusion, PKC is involved in the signaling pathway of bovine oocytes maturation and its pathway is mediated by EGF (AU)