Mecanismos epigenéticos nos espermatozoides e o impacto sobre a fertilidade masculina / Epigenetic mechanisms on sperm cells and the impact on male fertility

Por ser uma célula altamente especializada, o espermatozoide apresenta diferentes mecanismos epigenéticos, sendo os principais as metilações do DNA, o código de histonas, os ncRNAs (RNAs não codificadores), e a alta condensação da cromatina pela presença das protaminas. Estes mecanismos interagem entre si, contribuindo para a formação do epigenoma espermático, que modela a carga molecular espermática, que, por sua vez, pode impactar sobre as características do desenvolvimento embrionário e da progênie. Dessa forma, atualmente é consenso que o papel do espermatozoide ultrapassa a entrega de DNA de qualidade para o oócito no momento da fecundação. Pesquisas recentes de diversos grupos, incluindo o nosso, mostram que além da contribuição com DNA de qualidade, o espermatozoide entrega moléculas ao oócito no momento da fecundação que influenciam o desenvolvimento do embrião. Recentemente, essas moléculas de origem espermática (Em inglês: sperm-borne) também são associadas com alterações metabólicas e cognitivas da progênie. Embora ainda pouco se entenda como esses mecanismos podem persistir mesmo com o ciclo de reprogramação celular que ocorre logo após a fecundação, é evidente que estes podem impactar as características da progênie. Nesta revisão abordaremos sobre a modulação do epigenoma espermático e seus efeitos no desenvolvimento embrionário.(AU)

Since it is a highly specialized cell, the spermatozoa display different epigenetic mechanisms; the main ones are DNA methylation, histone code, ncRNAs (non-coding RNAs), and high chromatin condensation by the presence of protamines. These mechanisms act in synergy contributing to forming the sperm epigenome, which modulates the spermatic molecular cargo, and, may impact embryo and offspring development features. Thus, it is currently a consensus that the role of spermatozoa goes beyond delivering quality DNA to the oocyte at fertilization. Relevant findings from several research groups, including ours, have shown that sperm delivers several molecules to the oocyte at fertilization, beyond the contribution to DNA, which influences the development of the embryo. Recently, these sperm-borne molecules have also been associated with metabolic and cognitive changes in the offspring. Although the mechanism by which these changes can persist even after embryo reprogramming is not completely understood, evidence shows that sperm cell molecular content impacts embryo and offspring development. This review will mainly focus on the modulation of the sperm epigenome and its effects on embryo development.(AU)

Estresse calórico e reprodução em ovinos: fundamentos e perspectivas tecnológicas / Heat stress on sheep reproduction: fundamentals and technological perspectives

A ovinocultura é uma importante atividade que produz proteínas de alto valor biológico, mas seus ganhos podem ser reduzidos em função do estresse ambiental. Isso reforça a importância de se estudar a relação entre o ambiente térmico e o animal, identificando animais mais adaptados e férteis, e melhores práticas de manejo. O ovino (Ovis aries) é um animal homeotérmico, que mantem sua temperatura corporal em equilíbrio dinâmico. Quando em estresse calórico, os ovinos usam mecanismos sensíveis e latentes para dissipar o calor acumulado, com destaque para o redirecionamento do fluxo sanguíneo, a ofegação e a sudorese. O escroto desempenha importante crucial na termorregulação dos testículos, os quais precisam funcionar sob em até 6,0oC abaixo da temperatura interna corpórea. A hipertermia testicular compromete a espermatogênese, reduz a concentração seminal, a motilidade progressiva e a viabilidade espermática. Ainda, leva a aumento dos defeitos morfológicos espermáticos, na produção de espécies reativas de oxigênio e na fragmentação do DNA espermático, diminuindo a capacidade fecundante. Tecnologias disruptivas para monitoramento do ambiente de produção, da termorregulação e do bem-estar dos animais já são realidade e se encontram em expansão, favorecendo a tomada de decisões em tempo real e o desempenho reprodutivo dos ovinos.

Sheep farming is a relevant activity that provides proteins of high biological value, but its gains can be reduced due to environmental stress. This reinforces the importance of studying the relationship between the thermal environment and the animal, identifying more adapted and fertile animals, and better management practices. Sheep (Ovis aries) are homeothermic animals and thus maintain their body temperature in a state of dynamic balance. Under heat stress, sheep dissipate accumulated heat through sensitive and latent mechanisms, primarily using redirection of blood flow, panting and sweating. The scrotum plays a crucial role in the thermoregulation of the testicles, which need to be maintained up to 6.0oC below the body core temperature. Testicular hyperthermia impairs spermatogenesis, reduces seminal concentration, progressive motility and sperm viability. Furthermore, it leads to an increase in sperm morphological defects, in the production of reactive oxygen species, and in sperm DNA fragmentation, reducing the fertilizing capacity. Disruptive technologies for monitoring the production systems, animal thermoregulation and welfare are already a reality and are expanding, favoring realtime decision making and the reproductive performance of sheep.