Prostaglandin F2α as ovulatory stimulus in dairy cows and buffaloes raised in the Amazon biome / Prostaglandina F2α como estímulo ovulatório em vacas e búfalas leiteiras criadas no bioma Amazônia

This study evaluated the effect of a prostaglandin F2? (PGF) analogue as an ovulatory stimulus in dairy cows and buffaloes raised in the Amazon biome. To this end, three experiments were performed in the state of Rondônia, located in the Amazon biome. In Experiment 1, 22 lactating dairy buffaloes received 2 mg of intramuscular (I.M.) estradiol benzoate (EB) on day 0 and an intravaginal progesterone-releasing device (CIDR) from day 0 to day 9 of the protocol. On days 8 and 9, all cows were given 500 ?g of I.M. d-cloprostenol (PGF analogue). On day 10, buffaloes were divided into two groups to receive 500 ?g of PGF (PGF group, n = 8) or no treatment (CTL group, n = 14), respectively. In Experiment 2, 16 lactating crossbred dairy cows (Holstein x Gir) received 2 mg of EB on day 0 and a CIDR insert from day 0 to day 8. On days 7 and 8, all cows were given 500 ?g of d-cloprostenol. On day 9, cows were divided into two groups to receive 500 ?g of d-cloprostenol (PGF group, n = 8) or no treatment (CTL group, n = 8), respectively. In Experiment 3, 16 lactating crossbred dairy cows (Holstein x Gir) were handled and treated similarly as in Experiment 2, although cows did not receive d-cloprostenol on day 8. Single-point outcome variables were analyzed using one-way analysis of variance (ANOVA), while proportions with dichotomous outcomes were analyzed with the chi-square test.(AU)

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de um análogo de prostaglandina F2α (PGF) como indutor ovulatório em vacas leiteiras e búfalas. Para este fim, três experimentos foram realizados no estado de Rondônia, localizado no bioma Amazônia. No Experimento 1, 22 búfalas leiteiras em lactação receberam 2 mg de benzoato de estradiol (EB) im, no Dia 0 e um dispositivo intravaginal de liberação de progesterona (CIDR) do Dia 0 ao Dia 9 do protocolo. Nos Dias 8 e 9, todas as vacas receberam 150μg de d-Cloprostenol (análogo PGF), im. No Dia 10, as búfalas foram divididas em dois grupos para receber 150μg de PGF (Grupo PGF, n = 8) ou nenhum tratamento (Grupo CTL, n = 14). No experimento 2, 16 vacas leiteiras mestiças (Holandês x Gir) receberam 2 mg de EB no Dia 0 e um dispositivo intravaginal (CIDR) do Dia 0 ao Dia 8. Nos Dias 7 e 8 todas as vacas receberam 150μg de d-Cloprostenol. No Dia 9, as vacas foram divididas em dois grupos para receber 150μg de d-Cloprostenol (Grupo PGF, n = 8) ou nenhum tratamento (Grupo CTL, n = 8). No Experimento 3, 16 vacas leiteiras mestiças (Holandês x Gir) foram tratadas da mesma forma que no Experimento 2, porém, as vacas não receberam d-Cloprostenol no Dia 8. Variáveis quantitativas foram analisados por análise de variância - one-way ANOVA e variáveis dicotômicas foram analisados pelo teste do qui-quadrado. No Experimento 1, não houve diferença (P = 0,30) na taxa de ovulação entre os grupos, em média 68% das búfalas ovularam após o tratamento. Além disso, não houve diferença entre os grupos no intervalo de ovulação (P = 0,61) e no diâmetro do folículo pré-ovulatório (P = 0,47). No Experimento 2, apenas uma vaca do Grupo PG não ovulou. Não houve diferenças no intervalo de ovulação entre os grupos CTL e PG (P = 0,69). Em média, a ovulação ocorreu 82 horas após a remoção do CIDR. No Experimento 3, vacas tratadas com PGF ovularam antes do Grupo CTL (62,5 ± 5,8 vs 94,5 ± 13,5 h; P = 0,05). Coletivamente, esses resultados sugeriram que a PGF antecipa a ovulação em vacas leiteiras em lactação, porém seu efeito não foi observado em búfalas.(AU)

Prostaglandin F2α as ovulatory stimulus in dairy cows and buffaloes raised in the Amazon biome / Prostaglandina F2α como estímulo ovulatório em vacas e búfalas leiteiras criadas no bioma Amazônia

This study evaluated the effect of a prostaglandin F2? (PGF) analogue as an ovulatory stimulus in dairy cows and buffaloes raised in the Amazon biome. To this end, three experiments were performed in the state of Rondônia, located in the Amazon biome. In Experiment 1, 22 lactating dairy buffaloes received 2 mg of intramuscular (I.M.) estradiol benzoate (EB) on day 0 and an intravaginal progesterone-releasing device (CIDR) from day 0 to day 9 of the protocol. On days 8 and 9, all cows were given 500 ?g of I.M. d-cloprostenol (PGF analogue). On day 10, buffaloes were divided into two groups to receive 500 ?g of PGF (PGF group, n = 8) or no treatment (CTL group, n = 14), respectively. In Experiment 2, 16 lactating crossbred dairy cows (Holstein x Gir) received 2 mg of EB on day 0 and a CIDR insert from day 0 to day 8. On days 7 and 8, all cows were given 500 ?g of d-cloprostenol. On day 9, cows were divided into two groups to receive 500 ?g of d-cloprostenol (PGF group, n = 8) or no treatment (CTL group, n = 8), respectively. In Experiment 3, 16 lactating crossbred dairy cows (Holstein x Gir) were handled and treated similarly as in Experiment 2, although cows did not receive d-cloprostenol on day 8. Single-point outcome variables were analyzed using one-way analysis of variance (ANOVA), while proportions with dichotomous outcomes were analyzed with the chi-square test.

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de um análogo de prostaglandina F2α (PGF) como indutor ovulatório em vacas leiteiras e búfalas. Para este fim, três experimentos foram realizados no estado de Rondônia, localizado no bioma Amazônia. No Experimento 1, 22 búfalas leiteiras em lactação receberam 2 mg de benzoato de estradiol (EB) im, no Dia 0 e um dispositivo intravaginal de liberação de progesterona (CIDR) do Dia 0 ao Dia 9 do protocolo. Nos Dias 8 e 9, todas as vacas receberam 150μg de d-Cloprostenol (análogo PGF), im. No Dia 10, as búfalas foram divididas em dois grupos para receber 150μg de PGF (Grupo PGF, n = 8) ou nenhum tratamento (Grupo CTL, n = 14). No experimento 2, 16 vacas leiteiras mestiças (Holandês x Gir) receberam 2 mg de EB no Dia 0 e um dispositivo intravaginal (CIDR) do Dia 0 ao Dia 8. Nos Dias 7 e 8 todas as vacas receberam 150μg de d-Cloprostenol. No Dia 9, as vacas foram divididas em dois grupos para receber 150μg de d-Cloprostenol (Grupo PGF, n = 8) ou nenhum tratamento (Grupo CTL, n = 8). No Experimento 3, 16 vacas leiteiras mestiças (Holandês x Gir) foram tratadas da mesma forma que no Experimento 2, porém, as vacas não receberam d-Cloprostenol no Dia 8. Variáveis quantitativas foram analisados por análise de variância - one-way ANOVA e variáveis dicotômicas foram analisados pelo teste do qui-quadrado. No Experimento 1, não houve diferença (P = 0,30) na taxa de ovulação entre os grupos, em média 68% das búfalas ovularam após o tratamento. Além disso, não houve diferença entre os grupos no intervalo de ovulação (P = 0,61) e no diâmetro do folículo pré-ovulatório (P = 0,47). No Experimento 2, apenas uma vaca do Grupo PG não ovulou. Não houve diferenças no intervalo de ovulação entre os grupos CTL e PG (P = 0,69). Em média, a ovulação ocorreu 82 horas após a remoção do CIDR. No Experimento 3, vacas tratadas com PGF ovularam antes do Grupo CTL (62,5 ± 5,8 vs 94,5 ± 13,5 h; P = 0,05). Coletivamente, esses resultados sugeriram que a PGF antecipa a ovulação em vacas leiteiras em lactação, porém seu efeito não foi observado em búfalas.

Biotecnologias da reprodução animal: de Aristóteles à edição gênica / Biotechnologies of animal reproduction: from Aristotle to gene editing

Atualmente, com a rapidez e a facilidade da difusão da informação, os jovens acadêmicos têm percepção de que o conhecimento é um produto pronto, onde as características podem ser manipuladas e empregadas como um objeto oriundo de uma fábrica. A compreensão da realidade que nos cerca é um desejo desde os primórdios da presença do homem sobre a terra e os conceitos se modificam na medida em que o conhecimento avança. As tecnologias reprodutivas surgiram e evoluíram ao longo dos tempos, levando a aplicações com diferentes impactos na produção e seleção animal, com repercussões na saúde animal, na saúde humana, na preservação de espécies em extinção e em diferentes cenários da atividade humana. Este texto traça uma linha de tempo das ações em reprodução animal, sob a ótica dos autores, dando ênfase ao gradual desenvolvimento das biotécnicas como ferramenta auxiliar na rotina experimental e nos diversos sistemas de produção animal.(AU)

Today the rapid and ease information diffusion makes young academics have a perception that knowledge is a ready product, where characteristics could be manipulated and used as an object from a factory. The understanding of the reality that surrounds us is a desire from the earliest days of man's presence on earth and the concepts change as knowledge advances. Reproductive technologies have emerged and evolved over time, leading to applications with different impacts on animal production and selection, with repercussions on animal and human health, on the preservation of endangered species and on different scenarios of human activity. This text summarizes the evolution of thought, knowledge and actions in animal reproduction from the perspective of the authors, emphasizing the gradual development of biotechnology as an auxiliary tool in the experimental routine and in the various systems of animal production.(AU)

Biotecnologias da reprodução animal: de Aristóteles à edição gênica / Biotechnologies of animal reproduction: from Aristotle to gene editing

Atualmente, com a rapidez e a facilidade da difusão da informação, os jovens acadêmicos têm percepção de que o conhecimento é um produto pronto, onde as características podem ser manipuladas e empregadas como um objeto oriundo de uma fábrica. A compreensão da realidade que nos cerca é um desejo desde os primórdios da presença do homem sobre a terra e os conceitos se modificam na medida em que o conhecimento avança. As tecnologias reprodutivas surgiram e evoluíram ao longo dos tempos, levando a aplicações com diferentes impactos na produção e seleção animal, com repercussões na saúde animal, na saúde humana, na preservação de espécies em extinção e em diferentes cenários da atividade humana. Este texto traça uma linha de tempo das ações em reprodução animal, sob a ótica dos autores, dando ênfase ao gradual desenvolvimento das biotécnicas como ferramenta auxiliar na rotina experimental e nos diversos sistemas de produção animal.

Today the rapid and ease information diffusion makes young academics have a perception that knowledge is a ready product, where characteristics could be manipulated and used as an object from a factory. The understanding of the reality that surrounds us is a desire from the earliest days of man's presence on earth and the concepts change as knowledge advances. Reproductive technologies have emerged and evolved over time, leading to applications with different impacts on animal production and selection, with repercussions on animal and human health, on the preservation of endangered species and on different scenarios of human activity. This text summarizes the evolution of thought, knowledge and actions in animal reproduction from the perspective of the authors, emphasizing the gradual development of biotechnology as an auxiliary tool in the experimental routine and in the various systems of animal production.

Aspectos uterinos, foliculares e seminais que afetam a IATF em vacas de corte no período pós-parto / Uterine, follicular and seminal aspects that affect timed AI

O objetivo desse artigo é apresentar os resultados de pesquisas realizadas pelo laboratório de Biotecnologia da Embrapa Rondônia acerca de alguns dos eventos uterinos, foliculares e seminais que afetam a fertilidade de vacas submetidas a protocolos de inseminação artificial em tempo-fixo (IATF). Em avaliação retrospectiva dos resultados de IATF de 1152 vacas de corte no período pós-parto submetidas à IATF em diferentes dias pós-parto (DPP), observou-se que vacas submetidas à IATF antes de 35 DPP tem menor (P ≤ 0,05) prenhez por IA (P/IA). Além disso, no intuito de esclarecer a relação entre DPP e fertilidade dos protocolos de IATF, realizou-se um estudo prospectivo que avaliou a condição uterina de 244 vacas Nelore em diferentes DPP por meio da proporção de células polimorfonucleares (PMN) no tecido endometrial. Observou-se que as vacas submetidas à IATF antes dos 30 DPP apresentaram maior proporção de células PMN (9,0%; P < 0.001) no útero e maior descarga vaginal purulenta quando comparadas às vacas submetidas à IATF entre 31 e 45 DPP e entre 46 e 60 DPP (3,8 e 2,2 %, respectivamente; P < 0.001). Em relação à P/IA, vacas submetidas à IATF entre 31 e 35 DPP e entre 46 e 60 DPP apresentaram uma maior (P < 0.001) P/IA (45.2%, 52/115 e 52.3%, 34/65, respectivamente) quando comparado à vacas submetidas antes dos 30 DPP (29.7%, 19/64). Experimentos avaliando a resposta ovariana de vacas submetidas à IATF também foram realizados. Em estudos retrospectivos pode-se observar que a resposta ovariana de vacas apresenta-se, de acordo com a distribuição do diâmetro do folículo pré-ovulatório (FPO), de forma gaussiana. Assim, sugeriu-se atrasar a inseminação de vacas que desenvolveram menor FPO e verificou-se que vacas multíparas submetidas à protocolos de 3 manejos que desenvolvem FPOs menores podem ser inseminadas mais tarde em relação à vacas que desenvolvem FPOs maiores. Dessa forma, pode-se observar melhora na P/IA em comparação à protocolos tradicionais. Por fim, baseado no fato de que diferentes partidas de sêmen podem apresentar diferença na cinética espermática, realizou-se um experimento em que vacas com ovulação precoce e tardia foram inseminadas com sêmen hiperativado (H+) e não-hiperativado (H-). Nesse estudo observou-se que vacas com FPOs menores tem uma menor probabilidade de emprenhar quando inseminadas com sêmen H+. Em contrapartida, as vacas com ovulação tardia e precoce, quando inseminadas com sêmen H- podem alcançar boa P/IA. Conclui-se que é importante considerar um adequado período voluntário de espera para submeter vacas de corte à programas de IATF. Além disso, notou-se que é possível realizar algumas mudanças no momento da inseminação, de acordo com a resposta ovariana, que podem melhorar a fertilidade, sendo que resposta ovariana ainda pode servir como ferramenta para ser associada às características cinéticas do sêmen no intuito de aumentar a fertilidade de vacas pós-parto submetidas à IATF.(AU)

The objective of this study was to demonstrate the research data collected by the laboratory of biotechnology from Embrapa Rondonia on some uterine, follicular and seminal events that affect the fertility of timed insemination artificial (TAI). A retrospective analyses of the data from 1,152 cows subjected to TAI in different days postpartum (DPP), it was observed that cows that entered into the TAI protocol before 35 DPP had lower (P ≤ 0.05) pregnancy per AI (P/AI). Furthermore, aiming to study the relationship between DPP, uterine health and the fertility of TAI protocols, a prospective study that evaluated 244 Nelore cows in different DPP was performed. Endometrial samples were collected on Day 0 of the TAI protocol to analyse the proportion of polymorphonuclear cells. It was observed that cows subjected to TAI before 30 DPP had less (P < 0.05) pregnancies per AI (P/AI) than cows from Middle and Late groups; 29.7% (19/64), 45.2% (52/115), and 52.31% (34/65), respectively. Accordingly, cows subjected to TAI before 30 DPP had a greater (P < 0.05) proportion of PMN cells in the uterus than cows with 30 to 45 and cows with 46 to 60 DPP (9.0%, 3.8%, and 2.2%, respectively). Studies aiming evaluate the ovarian response from cows subjected to TAI protocols were also performed. It was observed that the proportion of cows developing preovulatory follicles (POF) presented a gaussian curve. Thus, it was suggested that cows with smaller POFs can be inseminated later than cows with larger POFs. Therefore, it was observed that this methodology increases P/AI in comparison to conventional protocols. Finally, since different semen batches can demonstrate different kinematics characteristics, an experiment in wich cows with Early and Late ovulation (EO and LO, respectively) were inseminated with semen considered as Hyperactivated (H+), and Non-Hyperactivated (H-) was performed. Pregnancy per AI (P/AI) was higher (P < 0.05) for EOH+, EOH-, and LOH- groups than for LOH+ group. Based on these considerations, it was observed that is important to consider an adequate waiting voluntary period to subject beef cows to TAI programs. Moreover, it was infered that some changes in the time of AI, according to the POF diameter, can increase fertility. Therefore, the the ovarian response can be an important tool to associate to the kinematics characteristics of semen aiming to increase fertility of postpartum cows subjected to TAI.(AU)

Aspectos uterinos, foliculares e seminais que afetam a IATF em vacas de corte no período pós-parto / Uterine, follicular and seminal aspects that affect timed AI

O objetivo desse artigo é apresentar os resultados de pesquisas realizadas pelo laboratório de Biotecnologia da Embrapa Rondônia acerca de alguns dos eventos uterinos, foliculares e seminais que afetam a fertilidade de vacas submetidas a protocolos de inseminação artificial em tempo-fixo (IATF). Em avaliação retrospectiva dos resultados de IATF de 1152 vacas de corte no período pós-parto submetidas à IATF em diferentes dias pós-parto (DPP), observou-se que vacas submetidas à IATF antes de 35 DPP tem menor (P ≤ 0,05) prenhez por IA (P/IA). Além disso, no intuito de esclarecer a relação entre DPP e fertilidade dos protocolos de IATF, realizou-se um estudo prospectivo que avaliou a condição uterina de 244 vacas Nelore em diferentes DPP por meio da proporção de células polimorfonucleares (PMN) no tecido endometrial. Observou-se que as vacas submetidas à IATF antes dos 30 DPP apresentaram maior proporção de células PMN (9,0%; P < 0.001) no útero e maior descarga vaginal purulenta quando comparadas às vacas submetidas à IATF entre 31 e 45 DPP e entre 46 e 60 DPP (3,8 e 2,2 %, respectivamente; P < 0.001). Em relação à P/IA, vacas submetidas à IATF entre 31 e 35 DPP e entre 46 e 60 DPP apresentaram uma maior (P < 0.001) P/IA (45.2%, 52/115 e 52.3%, 34/65, respectivamente) quando comparado à vacas submetidas antes dos 30 DPP (29.7%, 19/64). Experimentos avaliando a resposta ovariana de vacas submetidas à IATF também foram realizados. Em estudos retrospectivos pode-se observar que a resposta ovariana de vacas apresenta-se, de acordo com a distribuição do diâmetro do folículo pré-ovulatório (FPO), de forma gaussiana. Assim, sugeriu-se atrasar a inseminação de vacas que desenvolveram menor FPO e verificou-se que vacas multíparas submetidas à protocolos de 3 manejos que desenvolvem FPOs menores podem ser inseminadas mais tarde em relação à vacas que desenvolvem FPOs maiores. Dessa forma, pode-se observar melhora na P/IA em comparação à protocolos tradicionais. Por fim, baseado no fato de que diferentes partidas de sêmen podem apresentar diferença na cinética espermática, realizou-se um experimento em que vacas com ovulação precoce e tardia foram inseminadas com sêmen hiperativado (H+) e não-hiperativado (H-). Nesse estudo observou-se que vacas com FPOs menores tem uma menor probabilidade de emprenhar quando inseminadas com sêmen H+. Em contrapartida, as vacas com ovulação tardia e precoce, quando inseminadas com sêmen H- podem alcançar boa P/IA. Conclui-se que é importante considerar um adequado período voluntário de espera para submeter vacas de corte à programas de IATF. Além disso, notou-se que é possível realizar algumas mudanças no momento da inseminação, de acordo com a resposta ovariana, que podem melhorar a fertilidade, sendo que resposta ovariana ainda pode servir como ferramenta para ser associada às características cinéticas do sêmen no intuito de aumentar a fertilidade de vacas pós-parto submetidas à IATF.

The objective of this study was to demonstrate the research data collected by the laboratory of biotechnology from Embrapa Rondonia on some uterine, follicular and seminal events that affect the fertility of timed insemination artificial (TAI). A retrospective analyses of the data from 1,152 cows subjected to TAI in different days postpartum (DPP), it was observed that cows that entered into the TAI protocol before 35 DPP had lower (P ≤ 0.05) pregnancy per AI (P/AI). Furthermore, aiming to study the relationship between DPP, uterine health and the fertility of TAI protocols, a prospective study that evaluated 244 Nelore cows in different DPP was performed. Endometrial samples were collected on Day 0 of the TAI protocol to analyse the proportion of polymorphonuclear cells. It was observed that cows subjected to TAI before 30 DPP had less (P < 0.05) pregnancies per AI (P/AI) than cows from Middle and Late groups; 29.7% (19/64), 45.2% (52/115), and 52.31% (34/65), respectively. Accordingly, cows subjected to TAI before 30 DPP had a greater (P < 0.05) proportion of PMN cells in the uterus than cows with 30 to 45 and cows with 46 to 60 DPP (9.0%, 3.8%, and 2.2%, respectively). Studies aiming evaluate the ovarian response from cows subjected to TAI protocols were also performed. It was observed that the proportion of cows developing preovulatory follicles (POF) presented a gaussian curve. Thus, it was suggested that cows with smaller POFs can be inseminated later than cows with larger POFs. Therefore, it was observed that this methodology increases P/AI in comparison to conventional protocols. Finally, since different semen batches can demonstrate different kinematics characteristics, an experiment in wich cows with Early and Late ovulation (EO and LO, respectively) were inseminated with semen considered as Hyperactivated (H+), and Non-Hyperactivated (H-) was performed. Pregnancy per AI (P/AI) was higher (P < 0.05) for EOH+, EOH-, and LOH- groups than for LOH+ group. Based on these considerations, it was observed that is important to consider an adequate waiting voluntary period to subject beef cows to TAI programs. Moreover, it was infered that some changes in the time of AI, according to the POF diameter, can increase fertility. Therefore, the the ovarian response can be an important tool to associate to the kinematics characteristics of semen aiming to increase fertility of postpartum cows subjected to TAI.

Células-tronco pluripotentes induzidas (células iPS) em animais domésticos e a possibilidade de geração in vitro de gametas / Induced pluripotent stem cells (iPS cells) in domestic animals and the possibility to generate gametes in vitro

Células-tronco são conhecidas pela característica de alto potencial de auto-renovação e podem ser classificadas segundo seu estágio de indiferenciação e perfil epigenético. Células-tronco embrionárias (CTEs) e células-tronco adultas são bastante estudadas e caracterizadas, principalmente nos modelos humano e em camundongos por apresentarem novas possibilidades tanto para a medicina regenerativa quanto para o entendimento do desenvolvimento inicial dos mamíferos. Contudo, a derivação e a manutenção de CTEs em espécies domésticas é desafiadora e apresenta resultados inconsistentes em relação à manutenção da pluripotência in vitro. Nesse contexto, a geração das células pluripotentes induzidas in vitro (células iPS ou iPSCs) é imprescindível para a geração de novas possibilidades na medicina veterinária regenerativa e reprodutiva devido à capacidade de diferenciação destas em uma variedade de outros tipos celulares, inclusive em animais. Assim, esta revisão apresenta a geração das células iPS em animais domésticos, e em especial, recentes estudos sobre as etapas necessárias para a possibilidade de geração de gametas funcionais in vitro, uma importante contribuição na correção de infertilidades, conservação de espécies ameaçadas de extinção e geração de indivíduos geneticamente superiores ou modificados para aplicações agropecuárias ou biomédicas.(AU)

Stem cells are widely known for their high potential for self-renewal, being classified according to their stage of undifferentiation and epigenetic profile. Embryonic stem cells (ES) and adult stem cells are already well studied and characterized, mainly in human and mouse models, once they present new possibilities both for regenerative medicine and for understanding the initial development of mammals. However, the derivation and maintenance of ES in domestic species is challenging and presents inconsistent results regarding maintenance of in vitro pluripotency. In this context, the derivation of in vitro induced pluripotent cells (iPS cells or iPSCs) enables new possibilities in regenerative and reproductive veterinary medicine due to their ability to differentiate into a variety of other cell types. Therefore, this review presents the generation of iPS cells in domestic animals, and focuses on recent studies on the steps necessary for the generation of functional gametes in vitro, an important contribution of stem cells aiming the correction of infertility, the conservation of species in risk of extinction and for the generation of genetically superior or modified organisms for agricultural and biomedical applications.(AU)

Células-tronco pluripotentes induzidas (células iPS) em animais domésticos e a possibilidade de geração in vitro de gametas / Induced pluripotent stem cells (iPS cells) in domestic animals and the possibility to generate gametes in vitro

Células-tronco são conhecidas pela característica de alto potencial de auto-renovação e podem ser classificadas segundo seu estágio de indiferenciação e perfil epigenético. Células-tronco embrionárias (CTEs) e células-tronco adultas são bastante estudadas e caracterizadas, principalmente nos modelos humano e em camundongos por apresentarem novas possibilidades tanto para a medicina regenerativa quanto para o entendimento do desenvolvimento inicial dos mamíferos. Contudo, a derivação e a manutenção de CTEs em espécies domésticas é desafiadora e apresenta resultados inconsistentes em relação à manutenção da pluripotência in vitro. Nesse contexto, a geração das células pluripotentes induzidas in vitro (células iPS ou iPSCs) é imprescindível para a geração de novas possibilidades na medicina veterinária regenerativa e reprodutiva devido à capacidade de diferenciação destas em uma variedade de outros tipos celulares, inclusive em animais. Assim, esta revisão apresenta a geração das células iPS em animais domésticos, e em especial, recentes estudos sobre as etapas necessárias para a possibilidade de geração de gametas funcionais in vitro, uma importante contribuição na correção de infertilidades, conservação de espécies ameaçadas de extinção e geração de indivíduos geneticamente superiores ou modificados para aplicações agropecuárias ou biomédicas.

Stem cells are widely known for their high potential for self-renewal, being classified according to their stage of undifferentiation and epigenetic profile. Embryonic stem cells (ES) and adult stem cells are already well studied and characterized, mainly in human and mouse models, once they present new possibilities both for regenerative medicine and for understanding the initial development of mammals. However, the derivation and maintenance of ES in domestic species is challenging and presents inconsistent results regarding maintenance of in vitro pluripotency. In this context, the derivation of in vitro induced pluripotent cells (iPS cells or iPSCs) enables new possibilities in regenerative and reproductive veterinary medicine due to their ability to differentiate into a variety of other cell types. Therefore, this review presents the generation of iPS cells in domestic animals, and focuses on recent studies on the steps necessary for the generation of functional gametes in vitro, an important contribution of stem cells aiming the correction of infertility, the conservation of species in risk of extinction and for the generation of genetically superior or modified organisms for agricultural and biomedical applications.

Short-term storage of lebranche mullet Mugil liza (Valenciennes, 1836) semen in natura and diluted with CF-HBSS / Armazenamento a curto prazo do sêmen da tainha Mugil liza (Valenciennes, 1836) in natura e diluído com CF-HBSS

The present study aimed to evaluate the activation characteristics of the lebranche mullet spermatozoa in natura and diluted with CF-HBSS for 96h at 4±2°C. The semen was collected from eight wild fish in Florianópolis SC (Brazil) (27°S) in May, during reproductive migration. Three pools of semen were divided into two treatments: in natura and diluted with CF-HBSS 1:3. The semen was activated with seawater (salinity of 34, pH 8.7 and 4±2°C) to determine: motility time, motility rate and sperm cell membrane integrity. Dilution with CF-HBSS 1:3 increased motility time of diluted semen (15- 20% for 6, 12 and 18h). Motility rate was equal to fresh semen for up to 24h of refrigeration and it was 30% higher than in natura semen at 12, 18 and 24h. Cell membrane integrity was maintained in fresh semen up to 6h, and it was 15-20% higher than in natura semen from 6 to 48h (p < 0.05). The use of CF-HBSS as diluent in the ratio 1:3 is recommended for semen refrigeration of lebranche mullet.(AU)

O objetivo do presente estudo foi avaliar em tainha as características de ativação dos espermatozoides in natura e diluídos com CF-HBSS mantidos por 96h a 4±2°C. O sêmen foi coletado de oito peixes selvagens em Florianópolis SC (27°S) em maio, durante a migração reprodutiva. Três pool de sêmen foram divididos em dois tratamentos: in natura e diluído com CF-HBSS 1:3. O sêmen foi ativado com água oceânica (34 de salinidade, pH 8,7 e 4±2°C) para determinar: tempo de motilidade, taxa de ativação espermática e integridade da membrana celular. A diluição com CF-HBSS 1:3 propiciou o aumento no tempo de motilidade do sêmen diluído (15-20% para 6, 12 e 18h); manteve a taxa de motilidade igual ao sêmen fresco por até 24h de refrigeração e foi 30% maior do que em in natura em 12, 18 e 24h; manteve também a integridade da membrana celular igual ao sêmen fresco por 6h e 15-20% maior que em sêmen in natura (p < 0.05) para o período de 6 a 48h. O uso do CF-HBSS como diluidor na proporção 1:3 é recomendado para a refrigeração do sêmen da tainha.(AU)

Short-term storage of lebranche mullet Mugil liza (Valenciennes, 1836) semen in natura and diluted with CF-HBSS / Armazenamento a curto prazo do sêmen da tainha Mugil liza (Valenciennes, 1836) in natura e diluído com CF-HBSS

The present study aimed to evaluate the activation characteristics of the lebranche mullet spermatozoa in natura and diluted with CF-HBSS for 96h at 4±2°C. The semen was collected from eight wild fish in Florianópolis – SC (Brazil) (27°S) in May, during reproductive migration. Three pools of semen were divided into two treatments: in natura and diluted with CF-HBSS 1:3. The semen was activated with seawater (salinity of 34, pH 8.7 and 4±2°C) to determine: motility time, motility rate and sperm cell membrane integrity. Dilution with CF-HBSS 1:3 increased motility time of diluted semen (15- 20% for 6, 12 and 18h). Motility rate was equal to fresh semen for up to 24h of refrigeration and it was 30% higher than in natura semen at 12, 18 and 24h. Cell membrane integrity was maintained in fresh semen up to 6h, and it was 15-20% higher than in natura semen from 6 to 48h (p < 0.05). The use of CF-HBSS as diluent in the ratio 1:3 is recommended for semen refrigeration of lebranche mullet.

O objetivo do presente estudo foi avaliar em tainha as características de ativação dos espermatozoides in natura e diluídos com CF-HBSS mantidos por 96h a 4±2°C. O sêmen foi coletado de oito peixes selvagens em Florianópolis – SC (27°S) em maio, durante a migração reprodutiva. Três pool de sêmen foram divididos em dois tratamentos: in natura e diluído com CF-HBSS 1:3. O sêmen foi ativado com água oceânica (34 de salinidade, pH 8,7 e 4±2°C) para determinar: tempo de motilidade, taxa de ativação espermática e integridade da membrana celular. A diluição com CF-HBSS 1:3 propiciou o aumento no tempo de motilidade do sêmen diluído (15-20% para 6, 12 e 18h); manteve a taxa de motilidade igual ao sêmen fresco por até 24h de refrigeração e foi 30% maior do que em in natura em 12, 18 e 24h; manteve também a integridade da membrana celular igual ao sêmen fresco por 6h e 15-20% maior que em sêmen in natura (p < 0.05) para o período de 6 a 48h. O uso do CF-HBSS como diluidor na proporção 1:3 é recomendado para a refrigeração do sêmen da tainha.

Metilação de histonas em oócitos e embriões mamíferos / Methylation of histones in mammalian oocytes and embryos

A epigenética consiste no estudo de mudanças na função gênica que não dependem de mudanças na estrutura primária do DNA e que podem ser hereditárias. As mudanças epigenéticas desempenham um importante papel no processo de diferenciação celular, permitindo que as células mantenham características estáveis diferentes, apesar de conterem o mesmo material genético. As histonas possuem uma importante função na estrutura do DNA, e alterações bioquímicas em sua cauda aminoterminal, alteram a estrutura da cromatina e suas funções. Dessa forma são fundamentais para o controle da expressão gênica, ativação do genoma embrionário, metilação do DNA e inativação do cromossomo X. O desenvolvimento oocitário e embrionário envolvem uma série de modificações epigenéticas importantes, incluindo as modificações pós-traducionais das histonas, que são imprescindíveis para o desenvolvimento normal do embrião. O melhor entendimento a respeito do epigenoma e sua influência sobre a oogênese e embriogênese podem permitir a otimização das biotecnologias da reprodução.(AU)

Epigenetic is the study of changes in genetic function which do not depend on change in the primary structure of DNA, and can be heritable. Epigenetic changes play an important role in cellular differentiation process, allowing the cells to keep different stable characteristics, though they contain the same genomic material. Histones are not only structural proteins, but are also critical to the control of gene expression, embryonic genome activation, DNA methylation and inactivation of the X chromosome. The histones have an important function in the structure of the DNA, consequently histone methylation can alter its structure and its functions. The oocyte and embryo development involve several important epigenetic modifications, including post-translation modifications of histones, which are essential for normal development of the embryo. The best understanding of the epigenome and its influence on oogenesis and embryogenesis may allow the optimization of reproduction biotechnologies.(AU)

Metilação de histonas em oócitos e embriões mamíferos / Methylation of histones in mammalian oocytes and embryos

A epigenética consiste no estudo de mudanças na função gênica que não dependem de mudanças na estrutura primária do DNA e que podem ser hereditárias. As mudanças epigenéticas desempenham um importante papel no processo de diferenciação celular, permitindo que as células mantenham características estáveis diferentes, apesar de conterem o mesmo material genético. As histonas possuem uma importante função na estrutura do DNA, e alterações bioquímicas em sua cauda aminoterminal, alteram a estrutura da cromatina e suas funções. Dessa forma são fundamentais para o controle da expressão gênica, ativação do genoma embrionário, metilação do DNA e inativação do cromossomo X. O desenvolvimento oocitário e embrionário envolvem uma série de modificações epigenéticas importantes, incluindo as modificações pós-traducionais das histonas, que são imprescindíveis para o desenvolvimento normal do embrião. O melhor entendimento a respeito do epigenoma e sua influência sobre a oogênese e embriogênese podem permitir a otimização das biotecnologias da reprodução.

Epigenetic is the study of changes in genetic function which do not depend on change in the primary structure of DNA, and can be heritable. Epigenetic changes play an important role in cellular differentiation process, allowing the cells to keep different stable characteristics, though they contain the same genomic material. Histones are not only structural proteins, but are also critical to the control of gene expression, embryonic genome activation, DNA methylation and inactivation of the X chromosome. The histones have an important function in the structure of the DNA, consequently histone methylation can alter its structure and its functions. The oocyte and embryo development involve several important epigenetic modifications, including post-translation modifications of histones, which are essential for normal development of the embryo. The best understanding of the epigenome and its influence on oogenesis and embryogenesis may allow the optimization of reproduction biotechnologies.

BoHV-1 (o vírus da IBR) e sua relação com estruturas e órgãos genitais da fêmea bovina / Study of the relationship between BoHV-1 (IBR virus) and cows genital structures and organs

A Rinotraqueíte Infecciosa Bovina é uma relevante doença, tendo em vista os transtornos reprodutivoscausados, a facilidade de disseminação, o difícil controle e a ampla disseminação nos rebanhos bovinos de cortee de leite. O herpesvírus bovino 1 (BoHV-1) pode estar presente em fluidos onde os embriões são recolhidos,manipulados, criopreservados ou transferidos, assim como no sêmen, nos órgãos genitais e também no líquidofolicular e ovócitos. A interação do BoHV-1 com estruturas e órgãos genitais da fêmea bovina vem sendoestudada pelo Grupo de trabalho. Até o presente foram encontrados resultados relevantes nesta interação. ODNA viral foi detectado em ovários, ovócitos e em complexos cumulus oophorus de animais soropositivos.Verificou-se ainda que vacas infectadas naturalmente apresentam comprometimento na taxa de maturaçãonuclear ovocitária. Trabalhos em andamento estão demonstrando, em animais soropositivos, a presença departículas virais em tecido ovariano, uterino e tubárico, sendo em substancial quantidade no tecido ovariano.Teria o vírus alguma afinidade por estes órgãos? Os resultados ainda são parciais, sugerindo a necessidade deaprofundar os estudos a respeito.(AU)

Infectious Bovine Rhinotracheitis (IBR) is an important disease because it can cause reproductiveproblems. It is also highly contagious with a high prevalence in beef and dairy herds, making it very difficult tocontrol viral spread. BoHV-1 might be present in embryo fluids when collected, manipulated, cryopreserved, ortransferred, as well as in the semen, genital organs, follicular fluids, and oocytes. Here, we investigated therelationship between BoHV-1 and cows genital organs. Our results showed relevant findings regarding thisrelationship. For instance, viral DNA was detected in the ovary, oocytes, and cumulus-oocyte complex fromBoHV-1 positive cows. Our results also showed that the oocyte nuclear maturation rate was compromised innaturally infected cows. Furthermore, BoHV-1 particles were detected in the ovary, uterus, and the uterine tubetissues, in which the highest number of viral particles was found in the ovary tissue. Despite the promisingresults, they are still preliminary to make conclusions about the tropism of the virus for these organs, andtherefore, further investigation is still required for that.(AU)

BoHV-1 (o vírus da IBR) e sua relação com estruturas e órgãos genitais da fêmea bovina / Study of the relationship between BoHV-1 (IBR virus) and cows’ genital structures and organs

A Rinotraqueíte Infecciosa Bovina é uma relevante doença, tendo em vista os transtornos reprodutivoscausados, a facilidade de disseminação, o difícil controle e a ampla disseminação nos rebanhos bovinos de cortee de leite. O herpesvírus bovino 1 (BoHV-1) pode estar presente em fluidos onde os embriões são recolhidos,manipulados, criopreservados ou transferidos, assim como no sêmen, nos órgãos genitais e também no líquidofolicular e ovócitos. A interação do BoHV-1 com estruturas e órgãos genitais da fêmea bovina vem sendoestudada pelo Grupo de trabalho. Até o presente foram encontrados resultados relevantes nesta interação. ODNA viral foi detectado em ovários, ovócitos e em complexos cumulus oophorus de animais soropositivos.Verificou-se ainda que vacas infectadas naturalmente apresentam comprometimento na taxa de maturaçãonuclear ovocitária. Trabalhos em andamento estão demonstrando, em animais soropositivos, a presença departículas virais em tecido ovariano, uterino e tubárico, sendo em substancial quantidade no tecido ovariano.Teria o vírus alguma afinidade por estes órgãos? Os resultados ainda são parciais, sugerindo a necessidade deaprofundar os estudos a respeito.

Infectious Bovine Rhinotracheitis (IBR) is an important disease because it can cause reproductiveproblems. It is also highly contagious with a high prevalence in beef and dairy herds, making it very difficult tocontrol viral spread. BoHV-1 might be present in embryo fluids when collected, manipulated, cryopreserved, ortransferred, as well as in the semen, genital organs, follicular fluids, and oocytes. Here, we investigated therelationship between BoHV-1 and cows’ genital organs. Our results showed relevant findings regarding thisrelationship. For instance, viral DNA was detected in the ovary, oocytes, and cumulus-oocyte complex fromBoHV-1 positive cows. Our results also showed that the oocyte nuclear maturation rate was compromised innaturally infected cows. Furthermore, BoHV-1 particles were detected in the ovary, uterus, and the uterine tubetissues, in which the highest number of viral particles was found in the ovary tissue. Despite the promisingresults, they are still preliminary to make conclusions about the tropism of the virus for these organs, andtherefore, further investigation is still required for that.

Resfriamento e criopreservação em invertebrados aquáticos: aspectos relevantes / Cooling and cryopreservation in aquatic invertebrates: relevant aspects

A biotecnologia que envolve as técnicas de resfriamento e criopreservação pode permitir a conservaçãode material genético e ser utilizada para preservação de desovas de animais ameaçados de extinção. No entanto,o sucesso da aplicação dessas técnicas abrange o entendimento da ação de diluidores, fluxo e influxo de agentescrioprotetores, toxicidade, curvas de resfriamento, além dos processos de congelamento e descongelamento.Também é importante levar em consideração que a influência de todos esses fatores varia dentre as diversasespécies de animais. Assim, este artigo sistematiza os recentes avanços no resfriamento e na criopreservação deinvertebrados aquáticos de interesse comercial.(AU)

Biotechnology involving cooling and cryopreservation techniques can allow the preservation of geneticmaterial and be used to preserve spawning of endangered animals. However the application of these techniquessuccessfully includes understanding extenders action, flux and influx of cryoprotectants agents as well as theirtoxicity, cooling, plus the process of freezing/thawing until reaching the freezing itself, considering that theinfluence of all these factors varies among the various species of animals. Thus, this article systematizes recentadvances in cooling and cryopreservation of aquatic invertebrates commercially interesting.(AU)

Conservação de gametas e embriões de peixes teleósteos / Preservation of gametes and embryo of teleost fish

Objetivou-se com este manuscrito realizar uma breve revisão sobre técnicas de reprodução assistida utilizadas para peixes, apresentando uma visão geral sobre a conservação de gametas e embriões e os avanços tecnológicos já alcançados. Contextualizando com sua importância para a preservação de material genética e aplicação comercial.(AU)

The aim of this manuscript was to conduct a brief review about assisted reproduction techniques used to fish, presenting an overview of the gametes and embryos conservation and technological advances already achieved in this field. Contextualizing to their importance for the preservation of genetic material and commercial application.(AU)

ORGANIZAÇÃO MORFOLÓGICA E AVALIAÇÃO ULTRAESTRUTURAL DO PACOTE E GAMETAS DO CORAL Mussismilia harttii

O declínio crescente das espécies construtoras de recifes em todo o mundo reforça a urgência de mais informações sobre a biologia reprodutiva em corais. Levando em consideração que metade das espécies de corais existentes na natureza nunca tiveram sua biologia reprodutiva investigada, a lacuna no conhecimento acerca do tema é realmente preocupante. Nesse estudo nós investigamos a ultraestrutura dos pacotes, oócitos e espermatozoides do coral endêmico do Atlântico Sul Mussismilia harttii. Nossos resultados mostraram que os pacotes são compostos por muco amorfo, sem constituição estrutural e com densidade de elétrons semelhante aos grânulos presentes no citoplasma dos oócitos. Não existe um padrão de distribuição de espermatozóides e oócitos no pacote. Os espermatozóides estão localizados em estruturas de formato hexagonal. Os oócitos são arredondados, recobertos por muco e apresentam microvilosidades por toda a sua superfície. Eles apresentam vesículas corticais próximas ou fundidas à membrana oocitária. Grânulos de lipídios esféricos, corpos de vitelo, um material fino granular disperso no citoplasma e inúmeras mitocôndrias foram identificadas no citoplasma. A presença das células Symbiodinium-like. Os espermatozoides possuem comprimento total de 6,25 ± 1,34 núcleo está localizado na região central da cabeça e os axonemas exibem o arranjo dos microtúbulos (9+2). Vesículas elétron densas (semelhantes às do complexo de Golgi) foram observadas próximas à membrana plasmática. Abaixo de cada complexo de Golgi há uma única e grande mitocôndria, que parece ter se formado a partir da fusão de outras menores. Os achados aqui detalhados darão suporte para futuros e necessários estudos que buscam compreender melhor a gametogênese, a formação do pacote de gametas e a fecundação em corais escleractíneos.

The growing decline in reef-building species worldwide reinforces the urgency for more information on coral reproductive biology. Taking into account that half of the species of coral existing in nature have never had their reproductive biology investigated, the gap in knowledge on the subject is worrying. In this study, we investigated the ultrastructure of the bundles, oocytes and spermatozoa of the South Atlantic endemic coral Mussismilia harttii. Our results showed that the bundles are composed of amorphous mucus, without structural constitution and with an electron density similar to the granules present in the cytoplasm of oocytes. There is no pattern of distribution of sperm and oocytes in the bundle. Sperm are located in hexagonal shaped structures. Oocytes are rounded, covered with mucus and have microvilli throughout their surface. They have cortical vesicles close to or fused to the oocyte membrane. Spherical lipid granules, yolk bodies, a fine granular material dispersed in the cytoplasm and numerous mitochondria have been identified in the cytoplasm. There is a presence of Symbiodinium-like cells. The spermatozoa have a total length of 6.25 ± 1.34 m, have an oval head (0.40 ± 0.11 m) and a long flagellum (5.53 ± 1.25 m). The nucleus is located in the central region of the head and the axonemes exhibit the arrangement of the microtubules (9 + 2). Dense electron vesicles (similar to those of the Golgi complex) were observed close to the plasma membrane. Below each Golgi complex is a single and large mitochondria, which appears to have formed from the merger of smaller ones. The findings detailed here will support future and necessary studies that seek to better understand gametogenesis, the formation of the gamete package and fertilization in scleractine corals.

Conservação de gametas e embriões de peixes teleósteos / Preservation of gametes and embryo of teleost fish

Objetivou-se com este manuscrito realizar uma breve revisão sobre técnicas de reprodução assistida utilizadas para peixes, apresentando uma visão geral sobre a conservação de gametas e embriões e os avanços tecnológicos já alcançados. Contextualizando com sua importância para a preservação de material genética e aplicação comercial.

The aim of this manuscript was to conduct a brief review about assisted reproduction techniques used to fish, presenting an overview of the gametes and embryos conservation and technological advances already achieved in this field. Contextualizing to their importance for the preservation of genetic material and commercial application.

Resfriamento e criopreservação em invertebrados aquáticos: aspectos relevantes / Cooling and cryopreservation in aquatic invertebrates: relevant aspects

A biotecnologia que envolve as técnicas de resfriamento e criopreservação pode permitir a conservaçãode material genético e ser utilizada para preservação de desovas de animais ameaçados de extinção. No entanto,o sucesso da aplicação dessas técnicas abrange o entendimento da ação de diluidores, fluxo e influxo de agentescrioprotetores, toxicidade, curvas de resfriamento, além dos processos de congelamento e descongelamento.Também é importante levar em consideração que a influência de todos esses fatores varia dentre as diversasespécies de animais. Assim, este artigo sistematiza os recentes avanços no resfriamento e na criopreservação deinvertebrados aquáticos de interesse comercial.

Biotechnology involving cooling and cryopreservation techniques can allow the preservation of geneticmaterial and be used to preserve spawning of endangered animals. However the application of these techniquessuccessfully includes understanding extenders action, flux and influx of cryoprotectants agents as well as theirtoxicity, cooling, plus the process of freezing/thawing until reaching the freezing itself, considering that theinfluence of all these factors varies among the various species of animals. Thus, this article systematizes recentadvances in cooling and cryopreservation of aquatic invertebrates commercially interesting.

Cryopreserved sperm for oocyte fertilization of dourado Salminus brasiliensis / Sêmen criopreservado na fertilização de ovócitos de dourado Salminus brasiliensis

Salminus brasiliensis is a migratory fish that has attracted considerable interest for aquaculture. Several procedures for induced spawning are known; however, there is a lack of protocol which enables the use of cryopreserved semen. Therefore, this study was conducted to investigate the use of cryopreserved semen using different volumes of cryopreserved semen relative to oocytes, different activators solutions and different maintenance time during the fertilization of dourado to evaluate the impact of these parameters on the fertilization rate. The semen was collected, cryopreserved in 0.5mL straws and stored in a dry shipper. Oocytes samples were fertilized according to each treatment. The different activator solutions and the contact times of the gametes with activators affected significantly the fertilization rates, which ranged between 13.4 and 27.8%, while fresh semen fertility rate was 80.8%. The relationship between oocyte and cryopreserved semen was significant, being the best ratio 0.05mL of cryopreserved semen per 10g of oocytes, while upper or lower volumes promoted a reduction in fertilization. The use of cryopreserved semen was effective to fertilize S. brasiliensis oocytes, however produced lower fertility rate than fresh semen.(AU)

O dourado, Salminus brasiliensis, é um peixe migrador que tem despertado interesse para piscicultura. Os procedimentos convencionais para a sua reprodução são conhecidos, contudo, falta um protocolo para o uso do sêmen criopreservado. Dessa forma, objetivou-se avaliar diferentes volumes de sêmen criopreservado, ouso de diferentes soluções ativadoras e com diferentes tempos de contato do sêmen com os ovócitos na taxa de fertilização. Para tal, o sêmen foi coletado e criopreservado em palhetas de 0,5mL em vapor de nitrogênio líquido. Amostras de ovócitos foram fertilizadas conforme os distintos tratamentos. As diferentes soluções testadas e o tempo de contato dos ativadores afetaram significativamente as taxas de fertilização, com valores que variaram entre 13,4 e 27,8%, enquanto o sêmen fresco propiciou 80,8% de taxa de fertilização. O volume de sêmen criopreservado afetou a taxa de fertilização dos ovos, sendo 0,05mL para 10g de ovócitos, o que promoveu os melhores resultados, sendo que volumes superiores e inferiores promoveram redução na fertilização. O uso de sêmen criopreservado foi efetivo na fertilização dos ovócitos de dourado, no entanto, foram obtidas taxas de fertilização inferiores àquelas observadas com o uso de sêmen fresco.(AU)