Resumo
Genetically modified plants are one of the tactics used in integrated pest management - IPM. There is great concern about the impact of these plants on non-target organisms. On the other hand, there is little information in the literature on the effects of transgenics (Bacillus thuringiensis) Bt on populations of phytophagous mites, and the physiological responses that this attack promotes on plants. The objective of this work was to evaluate the biology of the T. ludeni mite in Bt cotton, expressing the Cry1F and Cry1Ac proteins. To evaluate the behavior of food and oviposition preference of the T. ludeni with Bt cotton and isohybrid. Verify if the physiological stress caused by T. ludeni's attack is differentiated in Bt cotton. The mites were reared in Bt cotton and isohybrid, in a total of 40 replicates in the completely randomized design and the biological cycle was evaluated. The food preference and oviposition analysis were done with 10 replicates, with choice. The physiological stress was evaluated through chlorophyll fluorescence, under greenhouse conditions. The data of the T. ludeni biology were analyzed by Student's t-test, for food and oviposition preference the chi-square test was performed. Regression models were fitted for the fluorescence parameters. The model identity test was used to evaluate the differences between Bt and isohybrid treatments. Cry1F and Cry1Ac proteins have not affected the biology of T. ludeni. The photosynthetic parameters in Bt cotton plants were less influenced by T. ludeni infestation.
O uso de plantas geneticamente modificadas é uma das táticas utilizadas no manejo integrado de pragas - MIP. Observa-se grande preocupação com o impacto dessas plantas sobre organismos não alvos. Por outro lado, existe pouca informação na literatura sobre efeitos dos transgênicos (Bacillus thuringiensis) Bt em populações de ácaros fitófagos, e as respostas fisiológicas que esse ataque promove nas plantas. Objetivou-se com esse trabalho avaliar a biologia do ácaro T. ludeni em algodoeiro Bt, expressando as proteínas Cry1F e Cry1Ac. Avaliar se há comportamento de preferência alimentar e postura de T. ludeni em relação ao algodoeiro Bt e seu iso-híbrido. E verificar se o estresse fisiológico causado pelo ataque de T. ludeni é diferenciado em algodoeiro Bt. Os ácaros foram criados em algodoeiro Bt e iso-híbrido, em um total de 40 repetições no delineamento inteiramente casualizado, onde foi avaliado o ciclo biológico. A análise de preferência alimentar e de posturas foi feita com 10 repetições, com escolha. O estresse fisiológico foi avaliando através da fluorescência da clorofila, em casa de vegetação. Os dados da biologia de T. ludeni foram analisados pelo teste t Student, para preferência alimentar e postura foi realizado o teste qui-quadrado. Para os parâmetros da fluorescência, foram ajustados modelos de regressão. Para testar as diferenças entre Bt e iso-híbrido foi utilizado o teste de identidade de modelos. As proteínas Cry1F e Cry1Ac não afetaram a biologia de T. ludeni. Os parâmetros fotossintéticos em plantas de algodoeiro Bt foram menos influenciados pela infestação de T. ludeni.
Assuntos
Animais , Feminino , Plantas Geneticamente Modificadas/genética , Tetranychidae/genética , Estresse Fisiológico , Proteínas de Bactérias/genética , Gossypium/genética , Endotoxinas , Toxinas de Bacillus thuringiensis , Proteínas Hemolisinas/genética , LarvaResumo
Genetically modified plants are one of the tactics used in integrated pest management - IPM. There is great concern about the impact of these plants on non-target organisms. On the other hand, there is little information in the literature on the effects of transgenics (Bacillus thuringiensis) Bt on populations of phytophagous mites, and the physiological responses that this attack promotes on plants. The objective of this work was to evaluate the biology of the T. ludeni mite in Bt cotton, expressing the Cry1F and Cry1Ac proteins. To evaluate the behavior of food and oviposition preference of the T. ludeni with Bt cotton and isohybrid. Verify if the physiological stress caused by T. ludenis attack is differentiated in Bt cotton. The mites were reared in Bt cotton and isohybrid, in a total of 40 replicates in the completely randomized design and the biological cycle was evaluated. The food preference and oviposition analysis were done with 10 replicates, with choice. The physiological stress was evaluated through chlorophyll fluorescence, under greenhouse conditions. The data of the T. ludeni biology were analyzed by Student's t-test, for food and oviposition preference the chi-square test was performed. Regression models were fitted for the fluorescence parameters. The model identity test was used to evaluate the differences between Bt and isohybrid treatments. Cry1F and Cry1Ac proteins have not affected the biology of T. ludeni. The photosynthetic parameters in Bt cotton plants were less influenced by T. ludeni infestation.(AU))
O uso de plantas geneticamente modificadas é uma das táticas utilizadas no manejo integrado de pragas - MIP. Observa-se grande preocupação com o impacto dessas plantas sobre organismos não alvos. Por outro lado, existe pouca informação na literatura sobre efeitos dos transgênicos (Bacillus thuringiensis) Bt em populações de ácaros fitófagos, e as respostas fisiológicas que esse ataque promove nas plantas. Objetivou-se com esse trabalho avaliar a biologia do ácaro T. ludeni em algodoeiro Bt, expressando as proteínas Cry1F e Cry1Ac. Avaliar se há comportamento de preferência alimentar e postura de T. ludeni em relação ao algodoeiro Bt e seu iso-híbrido. E verificar se o estresse fisiológico causado pelo ataque de T. ludeni é diferenciado em algodoeiro Bt. Os ácaros foram criados em algodoeiro Bt e iso-híbrido, em um total de 40 repetições no delineamento inteiramente casualizado, onde foi avaliado o ciclo biológico. A análise de preferência alimentar e de posturas foi feita com 10 repetições, com escolha. O estresse fisiológico foi avaliando através da fluorescência da clorofila, em casa de vegetação. Os dados da biologia de T. ludeni foram analisados pelo teste t Student, para preferência alimentar e postura foi realizado o teste qui-quadrado. Para os parâmetros da fluorescência, foram ajustados modelos de regressão. Para testar as diferenças entre Bt e iso-híbrido foi utilizado o teste de identidade de modelos. As proteínas Cry1F e Cry1Ac não afetaram a biologia de T. ludeni. Os parâmetros fotossintéticos em plantas de algodoeiro Bt foram menos influenciados pela infestação de T. ludeni.(AU)
Assuntos
Tetranychidae/crescimento & desenvolvimento , Estresse Fisiológico , Gossypium/parasitologia , Controle de Pragas , Plantas Geneticamente ModificadasResumo
Abstract Genetically modified plants are one of the tactics used in integrated pest management - IPM. There is great concern about the impact of these plants on non-target organisms. On the other hand, there is little information in the literature on the effects of transgenics (Bacillus thuringiensis) Bt on populations of phytophagous mites, and the physiological responses that this attack promotes on plants. The objective of this work was to evaluate the biology of the T. ludeni mite in Bt cotton, expressing the Cry1F and Cry1Ac proteins. To evaluate the behavior of food and oviposition preference of the T. ludeni with Bt cotton and isohybrid. Verify if the physiological stress caused by T. ludenis attack is differentiated in Bt cotton. The mites were reared in Bt cotton and isohybrid, in a total of 40 replicates in the completely randomized design and the biological cycle was evaluated. The food preference and oviposition analysis were done with 10 replicates, with choice. The physiological stress was evaluated through chlorophyll fluorescence, under greenhouse conditions. The data of the T. ludeni biology were analyzed by Student's t-test, for food and oviposition preference the chi-square test was performed. Regression models were fitted for the fluorescence parameters. The model identity test was used to evaluate the differences between Bt and isohybrid treatments. Cry1F and Cry1Ac proteins have not affected the biology of T. ludeni. The photosynthetic parameters in Bt cotton plants were less influenced by T. ludeni infestation.
Resumo O uso de plantas geneticamente modificadas é uma das táticas utilizadas no manejo integrado de pragas - MIP. Observa-se grande preocupação com o impacto dessas plantas sobre organismos não alvos. Por outro lado, existe pouca informação na literatura sobre efeitos dos transgênicos (Bacillus thuringiensis) Bt em populações de ácaros fitófagos, e as respostas fisiológicas que esse ataque promove nas plantas. Objetivou-se com esse trabalho avaliar a biologia do ácaro T. ludeni em algodoeiro Bt, expressando as proteínas Cry1F e Cry1Ac. Avaliar se há comportamento de preferência alimentar e postura de T. ludeni em relação ao algodoeiro Bt e seu iso-híbrido. E verificar se o estresse fisiológico causado pelo ataque de T. ludeni é diferenciado em algodoeiro Bt. Os ácaros foram criados em algodoeiro Bt e iso-híbrido, em um total de 40 repetições no delineamento inteiramente casualizado, onde foi avaliado o ciclo biológico. A análise de preferência alimentar e de posturas foi feita com 10 repetições, com escolha. O estresse fisiológico foi avaliando através da fluorescência da clorofila, em casa de vegetação. Os dados da biologia de T. ludeni foram analisados pelo teste t Student, para preferência alimentar e postura foi realizado o teste qui-quadrado. Para os parâmetros da fluorescência, foram ajustados modelos de regressão. Para testar as diferenças entre Bt e iso-híbrido foi utilizado o teste de identidade de modelos. As proteínas Cry1F e Cry1Ac não afetaram a biologia de T. ludeni. Os parâmetros fotossintéticos em plantas de algodoeiro Bt foram menos influenciados pela infestação de T. ludeni.
Resumo
Abstract Genetically modified plants are one of the tactics used in integrated pest management - IPM. There is great concern about the impact of these plants on non-target organisms. On the other hand, there is little information in the literature on the effects of transgenics (Bacillus thuringiensis) Bt on populations of phytophagous mites, and the physiological responses that this attack promotes on plants. The objective of this work was to evaluate the biology of the T. ludeni mite in Bt cotton, expressing the Cry1F and Cry1Ac proteins. To evaluate the behavior of food and oviposition preference of the T. ludeni with Bt cotton and isohybrid. Verify if the physiological stress caused by T. ludenis attack is differentiated in Bt cotton. The mites were reared in Bt cotton and isohybrid, in a total of 40 replicates in the completely randomized design and the biological cycle was evaluated. The food preference and oviposition analysis were done with 10 replicates, with choice. The physiological stress was evaluated through chlorophyll fluorescence, under greenhouse conditions. The data of the T. ludeni biology were analyzed by Student's t-test, for food and oviposition preference the chi-square test was performed. Regression models were fitted for the fluorescence parameters. The model identity test was used to evaluate the differences between Bt and isohybrid treatments. Cry1F and Cry1Ac proteins have not affected the biology of T. ludeni. The photosynthetic parameters in Bt cotton plants were less influenced by T. ludeni infestation.
Resumo O uso de plantas geneticamente modificadas é uma das táticas utilizadas no manejo integrado de pragas - MIP. Observa-se grande preocupação com o impacto dessas plantas sobre organismos não alvos. Por outro lado, existe pouca informação na literatura sobre efeitos dos transgênicos (Bacillus thuringiensis) Bt em populações de ácaros fitófagos, e as respostas fisiológicas que esse ataque promove nas plantas. Objetivou-se com esse trabalho avaliar a biologia do ácaro T. ludeni em algodoeiro Bt, expressando as proteínas Cry1F e Cry1Ac. Avaliar se há comportamento de preferência alimentar e postura de T. ludeni em relação ao algodoeiro Bt e seu iso-híbrido. E verificar se o estresse fisiológico causado pelo ataque de T. ludeni é diferenciado em algodoeiro Bt. Os ácaros foram criados em algodoeiro Bt e iso-híbrido, em um total de 40 repetições no delineamento inteiramente casualizado, onde foi avaliado o ciclo biológico. A análise de preferência alimentar e de posturas foi feita com 10 repetições, com escolha. O estresse fisiológico foi avaliando através da fluorescência da clorofila, em casa de vegetação. Os dados da biologia de T. ludeni foram analisados pelo teste t Student, para preferência alimentar e postura foi realizado o teste qui-quadrado. Para os parâmetros da fluorescência, foram ajustados modelos de regressão. Para testar as diferenças entre Bt e iso-híbrido foi utilizado o teste de identidade de modelos. As proteínas Cry1F e Cry1Ac não afetaram a biologia de T. ludeni. Os parâmetros fotossintéticos em plantas de algodoeiro Bt foram menos influenciados pela infestação de T. ludeni.
Resumo
O milho é a principal forrageira utilizada para a produção de silagens no Brasil por apresentar 126 uma alta produtividade de matéria seca digestível por área, ser de fácil mecanização, e ainda 127 permitir boa fermentação para garantir a qualidade do alimento. A transgenia é uma tecnologia 128 desenvolvida para melhorar os índices produtivos das lavouras, permitindo um maior retorno 129 aos produtores, principalmente pelo melhor controle de pragas e maior produtividade. 130 Objetivou-se avaliar o momento de corte ideal da planta de milho transgênico BG7046 H para 131 produção de silagem. Foi realizado um estudo de consumo e digestibilidade, partição energética 132 e produção de metano (CH4) com 20 carneiros sem raça definida. Os animais foram alimentados 133 apenas com a silagem para o nível de mantença. Sal mineral comercial e água foram 134 disponibilizados à vontade. As silagens fornecidas foram produzidas com plantas cortadas aos 135 92, 99, 103 e 107 dias após o plantio. Após o experimento de consumo e digestibilidade, os 136 animais passaram 24 h alimentados e 24 h em jejum em uma câmara respirométrica para 137 avaliação da produção de calor e de CH4. O consumo de FDN e FDA, por unidade de tamanho 138 metabólico (UTM), reduziu em 34% e 43% dos 92 aos 107 dias após o plantio, respectivamente. 139 Os CNF tiveram um aumento de 61% e a EB e ED de 13% e 28%, respectivamente. As 140 digestibilidades aparentes da FDN e da FDA reduziram, aproximadamente, 30% da primeira à 141 última idade. Os CNF apresentaram um aumento de 6% na digestibilidade e a EB de 13%. Os 142 parâmetros avaliados para consumo de nutrientes digestíveis por UTM apresentaram efeitos 143 semelhantes aos observados para digestibilidade aparente e consumo de nutrientes. O balanço 144 de nitrogênio (N) apresentou seu maior valor aos 99 dias de idade (0,30 g kg-1 PV0,75), que 145 correspondeu a 42,69% do N ingerido. As silagens colhidas nas diferentes idades não 146 apresentaram efeito sobre o comportamento ingestivo. Também não apresentaram efeito sobre 147 os consumos de energia bruta, digestível, metabolizável e a energia retida, com médias de 148 227,99, 136,59, 109,41 e 62,71 kcal kg-1 PV0,75, respectivamente. A metabolizabilidade e a 149 7 eficiência de utilização da energia metabolizável foram 46,4% e 52,9%, respectivamente. 150 Apenas a produção de CH4 sofreu efeito da idade como perdas energéticas, com redução de 151 15,92 para 12,49 kcal kg-1 PV0,75, dos 92 aos 107 dias de idade. As perdas por fezes, urina e 152 incremento calórico (IC) apresentaram médias de 91,41, 15,16 e 54,25 kcal kg-1 PV0,75, 153 respectivamente, que corresponderam a 41,2, 7, 5,8 e 24 % de perda da EB consumida pelos 154 animais em fezes, urina, CH4 e IC, respectivamente. A maturidade do milho causou efeito linear 155 negativo na emissão de metano apenas quando mensurada em g kg-1 PV0,75 e g kg-1 MS ingerida, 156 redução de 1,19 para 0,94, e de 21,02 para 16,04, respectivamente. Ambos os resultados 157 representaram redução de 22%. Conclui-se que o momento de colheita não promoveu alterações 158 no consumo de energia pelos ovinos e para diminuir a emissão de metano deve ser colhido a 159 partir dos 103 dias de idade.
O milho é a principal forrageira utilizada para a produção de silagens no Brasil por apresentar 126 uma alta produtividade de matéria seca digestível por área, ser de fácil mecanização, e ainda 127 permitir boa fermentação para garantir a qualidade do alimento. A transgenia é uma tecnologia 128 desenvolvida para melhorar os índices produtivos das lavouras, permitindo um maior retorno 129 aos produtores, principalmente pelo melhor controle de pragas e maior produtividade. 130 Objetivou-se avaliar o momento de corte ideal da planta de milho transgênico BG7046 H para 131 produção de silagem. Foi realizado um estudo de consumo e digestibilidade, partição energética 132 e produção de metano (CH4) com 20 carneiros sem raça definida. Os animais foram alimentados 133 apenas com a silagem para o nível de mantença. Sal mineral comercial e água foram 134 disponibilizados à vontade. As silagens fornecidas foram produzidas com plantas cortadas aos 135 92, 99, 103 e 107 dias após o plantio. Após o experimento de consumo e digestibilidade, os 136 animais passaram 24 h alimentados e 24 h em jejum em uma câmara respirométrica para 137 avaliação da produção de calor e de CH4. O consumo de FDN e FDA, por unidade de tamanho 138 metabólico (UTM), reduziu em 34% e 43% dos 92 aos 107 dias após o plantio, respectivamente. 139 Os CNF tiveram um aumento de 61% e a EB e ED de 13% e 28%, respectivamente. As 140 digestibilidades aparentes da FDN e da FDA reduziram, aproximadamente, 30% da primeira à 141 última idade. Os CNF apresentaram um aumento de 6% na digestibilidade e a EB de 13%. Os 142 parâmetros avaliados para consumo de nutrientes digestíveis por UTM apresentaram efeitos 143 semelhantes aos observados para digestibilidade aparente e consumo de nutrientes. O balanço 144 de nitrogênio (N) apresentou seu maior valor aos 99 dias de idade (0,30 g kg-1 PV0,75), que 145 correspondeu a 42,69% do N ingerido. As silagens colhidas nas diferentes idades não 146 apresentaram efeito sobre o comportamento ingestivo. Também não apresentaram efeito sobre 147 os consumos de energia bruta, digestível, metabolizável e a energia retida, com médias de 148 227,99, 136,59, 109,41 e 62,71 kcal kg-1 PV0,75, respectivamente. A metabolizabilidade e a 149 7 eficiência de utilização da energia metabolizável foram 46,4% e 52,9%, respectivamente. 150 Apenas a produção de CH4 sofreu efeito da idade como perdas energéticas, com redução de 151 15,92 para 12,49 kcal kg-1 PV0,75, dos 92 aos 107 dias de idade. As perdas por fezes, urina e 152 incremento calórico (IC) apresentaram médias de 91,41, 15,16 e 54,25 kcal kg-1 PV0,75, 153 respectivamente, que corresponderam a 41,2, 7, 5,8 e 24 % de perda da EB consumida pelos 154 animais em fezes, urina, CH4 e IC, respectivamente. A maturidade do milho causou efeito linear 155 negativo na emissão de metano apenas quando mensurada em g kg-1 PV0,75 e g kg-1 MS ingerida, 156 redução de 1,19 para 0,94, e de 21,02 para 16,04, respectivamente. Ambos os resultados 157 representaram redução de 22%. Conclui-se que o momento de colheita não promoveu alterações 158 no consumo de energia pelos ovinos e para diminuir a emissão de metano deve ser colhido a 159 partir dos 103 dias de idade.
Resumo
The fall armyworm Spodoptera frugiperda is one of the most important pests of maize. Various studies are conducted for their management, integrating chemical and biological control tactics as well as resistant plants. In order to offer alternatives for an efficient management of this pest with minimal use of pesticides, the technology of genetically modified plants resistant to insects has been widely studied. The aim of the present study was to evaluate the natural infestation of larvae of S. frugiperda and their injuries under field conditions in transgenic maize hybrids compared to their conventional isogenic counterparts at two sowing dates and two regions. The hybrids were planted in the "off season" of 2010 in Jaboticabal, SP, Brazil, and the summer of 2010/2011 in Jaboticabal, and Pindorama, SP, in a randomized block with seven treatments (hybrids) and four replications. Different levels of infestation of larvae occurred throughout the phenological development of plants in conventional and genetically modified hybrids with significant differences between the two groups in most evaluations. The hybrid 2B710HX was the least infested with caterpillars and had the least damaged leaf area. It follows that the Cry1F toxin was the most effective in protecting the plant in relation to other toxic proteins expressed by the other Bt hybrids against infestation and damage promoted.
A lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda, é uma das mais importantes pragas do milho. Vários estudos são realizados para o seu manejo, integrando táticas de controle químico, biológico ou através de plantas resistentes. No intuito de oferecer alternativas a um manejo eficiente dessa praga com a mínima utilização de agrotóxicos, a tecnologia das plantas geneticamente modificadas resistentes a insetos tem sido objeto de muitos estudos. Neste trabalho, o objetivo foi avaliar a infestação natural de lagartas de S. frugiperda e respectivas injúrias em condições de campo, em híbridos transgênicos de milho comparados aos seus isogenes convencionais, em duas épocas de semeadura e em duas regiões. Os híbridos foram semeados na "safrinha" de 2010 em Jaboticabal, SP, e no verão em 2010/2011, em Jaboticabal, e Pindorama, SP, em delineamento de blocos ao acaso, com sete tratamentos (híbridos) e quatro repetições. Diferentes níveis de infestação de lagartas ocorreram durante todo o desenvolvimento fenológico das plantas nos híbridos convencionais e nos híbridos geneticamente modificados, com significativas diferenças entre os dois grupos na maioria das avaliações. O híbrido 2B710HX foi o menos infestado com lagartas e o com menor área foliar danificada, o que se conclui que a toxina Cry1F foi a mais efetiva na proteção da planta em relação às demais proteínas.
Assuntos
Animais , Alimentos Geneticamente Modificados , Controle de Pragas , Spodoptera , InsetosResumo
The fall armyworm Spodoptera frugiperda is one of the most important pests of maize. Various studies are conducted for their management, integrating chemical and biological control tactics as well as resistant plants. In order to offer alternatives for an efficient management of this pest with minimal use of pesticides, the technology of genetically modified plants resistant to insects has been widely studied. The aim of the present study was to evaluate the natural infestation of larvae of S. frugiperda and their injuries under field conditions in transgenic maize hybrids compared to their conventional isogenic counterparts at two sowing dates and two regions. The hybrids were planted in the "off season" of 2010 in Jaboticabal, SP, Brazil, and the summer of 2010/2011 in Jaboticabal, and Pindorama, SP, in a randomized block with seven treatments (hybrids) and four replications. Different levels of infestation of larvae occurred throughout the phenological development of plants in conventional and genetically modified hybrids with significant differences between the two groups in most evaluations. The hybrid 2B710HX was the least infested with caterpillars and had the least damaged leaf area. It follows that the Cry1F toxin was the most effective in protecting the plant in relation to other toxic proteins expressed by the other Bt hybrids against infestation and damage promoted.(AU)
A lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda, é uma das mais importantes pragas do milho. Vários estudos são realizados para o seu manejo, integrando táticas de controle químico, biológico ou através de plantas resistentes. No intuito de oferecer alternativas a um manejo eficiente dessa praga com a mínima utilização de agrotóxicos, a tecnologia das plantas geneticamente modificadas resistentes a insetos tem sido objeto de muitos estudos. Neste trabalho, o objetivo foi avaliar a infestação natural de lagartas de S. frugiperda e respectivas injúrias em condições de campo, em híbridos transgênicos de milho comparados aos seus isogenes convencionais, em duas épocas de semeadura e em duas regiões. Os híbridos foram semeados na "safrinha" de 2010 em Jaboticabal, SP, e no verão em 2010/2011, em Jaboticabal, e Pindorama, SP, em delineamento de blocos ao acaso, com sete tratamentos (híbridos) e quatro repetições. Diferentes níveis de infestação de lagartas ocorreram durante todo o desenvolvimento fenológico das plantas nos híbridos convencionais e nos híbridos geneticamente modificados, com significativas diferenças entre os dois grupos na maioria das avaliações. O híbrido 2B710HX foi o menos infestado com lagartas e o com menor área foliar danificada, o que se conclui que a toxina Cry1F foi a mais efetiva na proteção da planta em relação às demais proteínas.(AU)
Assuntos
Animais , Controle de Pragas , Spodoptera , Alimentos Geneticamente Modificados , InsetosResumo
As ataxias cerebelares representam um conjunto de doenças neurológicas bastante emergentes e em rápida atualização tanto no número de condições clínicas quanto de proposições e ferramentas diagnósticas. Há grande desconhecimento, contudo, em relação aos mecanismos fisiopatológicos envolvidos e em abordagens terapêuticas eficientes. Assim, o desenvolvimento de modelos animais para ataxias cerebelares humanas para estudo da história natural e de novos esquemas de tratamento tornou- -se bastante proeminente na área da Neurologia Experimental associada às técnicas modernas de mutagênese em Biologia Molecular. Esta revisão objetiva resumir os principais modelos animais existentes para as ataxias cerebelares adquiridas e hereditárias mais prevalentes na prática clínica.
The cerebellar ataxias are a wide group of emerging and quickly updating neurological diseases both in the number of clinical conditions and diagnostic tools. There is great ignorance, however, regarding the pathophysiological mechanisms and effective therapeutic approaches. Thus, the development of animal models for human cerebellar ataxias to study the natural history and new treatment regimens became quite prominent in the field of Experimental Neurology associated with modern techniques of mutagenesis in Molecular Biology. This review aims to summarize the main existing animal models for the acquired and hereditary cerebellar ataxias most prevalent in clinical practice.
Assuntos
Animais , Ataxia , Cerebelo/anatomia & histologia , Modelos Animais , Mutagênese/genéticaResumo
As ataxias cerebelares representam um conjunto de doenças neurológicas bastante emergentes e em rápida atualização tanto no número de condições clínicas quanto de proposições e ferramentas diagnósticas. Há grande desconhecimento, contudo, em relação aos mecanismos fisiopatológicos envolvidos e em abordagens terapêuticas eficientes. Assim, o desenvolvimento de modelos animais para ataxias cerebelares humanas para estudo da história natural e de novos esquemas de tratamento tornou- -se bastante proeminente na área da Neurologia Experimental associada às técnicas modernas de mutagênese em Biologia Molecular. Esta revisão objetiva resumir os principais modelos animais existentes para as ataxias cerebelares adquiridas e hereditárias mais prevalentes na prática clínica.(AU)
The cerebellar ataxias are a wide group of emerging and quickly updating neurological diseases both in the number of clinical conditions and diagnostic tools. There is great ignorance, however, regarding the pathophysiological mechanisms and effective therapeutic approaches. Thus, the development of animal models for human cerebellar ataxias to study the natural history and new treatment regimens became quite prominent in the field of Experimental Neurology associated with modern techniques of mutagenesis in Molecular Biology. This review aims to summarize the main existing animal models for the acquired and hereditary cerebellar ataxias most prevalent in clinical practice.(AU)
Assuntos
Animais , Modelos Animais , Ataxia , Cerebelo/anatomia & histologia , Mutagênese/genéticaResumo
A placenta dos mamíferos é um órgão transitório formado pela justaposição entre os tecidos maternos e fetais, sendo responsável pelas trocas fisiológicas entre a mãe e o feto e pela síntese de hormônios fundamentais para a manutenção da gestação. Para o crescimento placentário e a nutrição fetal é necessário um delicado equilíbrio entre proliferação e morte das células placentárias. Essas células possuem propriedades específicas em relação a suas funções metabólicas, endócrinas e angiogênicas sendo fundamentais para o desenvolvimento adequado do concepto ao longo da prenhez e seu nascimento. Gestações de animais clonados frequentemente apresentam anormalidades como hidroâmnio, hidroalantoide, edema placentário, retenção de placenta e abortos. Neste estudo, foi avaliada a ocorrência de apoptose (morte celular) em placentônios provenientes de conceptos bovinos transgênicos clonados (n=5) e de gestações naturais (n=18), nos períodos de 60 e 90 dias de gestação, que tiveram seu desenvolvimento interrompido para remoção do útero gestante. As amostras de placentônio foram segmentadas e fixadas em solução aquosa de paraformoldeído a 4% em tampão fosfato de sódio (PBS) a 0,1M e pH 7.4, para verificação da morfologia pela coloração HE e realização da técnica de imunoistoquímica. Os resultados obtidos foram comparados entre bovinos clonados transgênicos e de gestações naturais. Todos os grupos e idades gestacionais analisados apresentaram a mesma composição celular com epitélio uterino simples cúbico onde nota-se a presença de células trofoblásticas gigantes mononucleadas e células trofoblásticas gigantes binucleadas migradas do epitélio fetal, estroma endometrial bem desenvolvido, epitélio trofoblástico com células cuboides típicas de epitélio e quantidade acentuada de células trofoblásticas gigantes e gigantes binucleadas migrando para o epitélio materno e mesênquima. Em todos os grupos e períodos gestacionais, o epitélio materno apresentou maior marcação positiva para apoptose. Aos 60 dias a marcação positiva no epitélio uterino das gestações manipuladas foi menos evidente em relação às de gestações naturais, assim como aos 90 dias, que apresentou maior imunorreatividade em comparação aos 60 dias e dos animais de gestação natural sobre os manipulados. Na ultima idade gestacional foi possível observar reação em padrão de fileiras no epitélio uterino e para ambos os grupos não foram encontradas marcações nos tecidos fetais. Neste estudo foi demonstrado desequilíbrio nos padrões de apoptose nos conceptos bovinos clonados transgênicos, pois no início da gestação (60 dias) apresentaram menor atividade apoptóticas e aos 90 dias um aumento, podendo ser este fato um dos fatores que levam às anormalidades placentárias. Desse modo os resultados da verificação da apoptose, nas fases de gestação estudadas, e seu entendimento são importantes para a compreensão de possíveis falhas no desenvolvimento gestacional em técnicas avançadas de manipulação embrionárias, como a produção de animais transgênicos e clonados.
The placenta in mammals is a transitional organ formed by the justaposition between maternal and fetal tissues, it is responsible for physiological exchanges between mother and fetus and the synthesis of hormones essential for maintaining gestation. For the fetal placental growth and nutrition are requires a delicate balance between proliferation and death cells of the placenta. These cells have specific properties in relation to its metabolic functions, endocrine and angiogenic and it is critical to the proper development of the fetus throughout pregnancy and birth. Cloned animals often have abnormal pregnancies as hidroamnion, hidroalantois, placental edema, retained placenta and abortion. In this study, placentomes the occurrence of apoptosis (death cells) was avaluate from fetuses cloned transgenic cattle (n = 5) and natural pregnancies (n = 18) in periods of 60 and 90 days of gestation that had their intermited development to remove the pregnant uterus. Placentome samples were segmented and fixed in aqueous 4% paraformaldehyde in sodium phosphate buffer (PBS) pH 7.4 and 0.1M, to check the morphology of HE staining and the immunohistochemistry. The results were compared between transgenic cloned cattle and natural gestations. In all groups and gestational ages analyzed showed the same cellular composition with simple cubic uterine epithelium, it is noted the presence of trophoblast giant cells mononuclear and giant trophoblast cells binucleated migrated from fetal epithelium, endometrial stroma well developed, trophoblastic epithelium with typical cuboid cell epithelium and severe amount of giants and giant binucleated trophoblastic cells migrating into maternal epithelium and mesenchyme. All groups and gestational periods, maternal epithelium showed higher positive staining for apoptosis. At 60 days the positive staining in the uterine epithelium is less evident manipulated pregnancies in relation to natural pregnancies as well as at 90 days, with the highest immunoreactivity when it is compared to 60 days and in the animals of natural pregnancy in ratio to manipulated animals. In the last gestational age was observed in response pattern rows in the uterine epithelium and both groups fetal side tags were not found either in or on the epithelium and mesenchyme. This study demonstrated an imbalance in apoptosis patterns in transgenic cloned cattle fetuses as early in pregnancy (60 days) showed less apoptotic activity and an increase at 90 days and may be this fact one of the factors leading to placental abnormalities. Thereby the results of the verification of apoptosis at the stages of pregnancy studied and comprehension are important for the understanding of possible failure in gestational development in advanced embryonic manipulation techniques, such as the production of transgenic and cloned animals.
Resumo
RESUMO - Para o crescimento placentário e a nutrição fetal, altas taxas de crescimento e diferenciação celular são necessárias para um balanço adequado entre proliferação e morte celular das células placentárias. Estas células possuem propriedades específicas em relação a suas funções metabólicas, endócrinas e angiogênicas, sendo fundamentais para o desenvolvimento do concepto ao longo da prenhez. Neste estudo, foi avaliada a ocorrência de proliferação celular em placentônios provenientes de conceptos bovinos transgênicos clonados (n=5) e de inseminação artificial (IA) (n=18), nos períodos de 60 e 90 dias de gestação, que tiveram seu desenvolvimento interrompido e houve a recuperação do útero gestante. As amostras de placentônio foram recortadas e fixadas em solução aquosa de paraformoldeído a 4% em tampão fosfato de sódio (PBS) a 0,1M pH 7.4, para verificação da morfologia, e realização da técnica de imuno-histoquímica. Os resultados obtidos foram comparados entre bovinos clonados transgênicos e de IA. Em todos os grupos e períodos gestacionais, o epitélio fetal apresentou marcação positiva para proliferação celular. Aos 60 dias a marcação positiva no epitélio uterino das gestações manipuladas foi pouco evidente em relação às de gestações naturais. Por sua vez aos 90 dias a imunorreatividade dos placentônios dos conceptos clonados, foi muito intensa não só no epitélio, mas também no tecido conjuntivo fetal, fato não observado na gestação natural, onde a reação positiva foi pouco evidente no tecido conjuntivo fetal. Neste estudo foi demonstrado um possível desequilíbrio nos padrões de proliferação celular nos conceptos bovinos clonados transgênicos, pois no início da gestação (60 dias) apresentaram menor atividade proliferativa e aos 90 dias um aumento, podendo ser este fato um dos fatores que levam às anormalidades placentárias. Desse modo os resultados da verificação da proliferação celular, nas fases de gestação estudadas, e seu entendimento são, portanto, importantes para a compreensão de possíveis falhas no desenvolvimento gestacional em técnicas avançadas de manipulação embrionárias, como a produção de animais transgênicos e clonados.
ABSTRACT For the placental growth and fetal nutrition, high rates of growth and differentiation are necessary for a proper balance between proliferation and cell death of placental cells. These cells have specific properties in relation to its metabolic, endocrine and angiogenic function and they are fundamental to the development of the fetus throughout pregnancy. In this study, the occurrence of cell proliferation was assessed in placentomes by cloned transgenic bovine conceptuses (n=5) and by artificial insemination (AI), in the 60 and 90 days of gestation, and they development were interrupted and recovering the pregnant uterus. The samples were cut and fixed in paraformaldehyde 4% aqueous solution in sodium phosphate buffer (PBS) 0.1M at pH 7.4, for verification of the morphology and performing immunohistochemistry. The results were compared with bovine cloned and AI. The reults obtained were compared between transgenic cloned bovine conceptuses and AI. In all groups and gestational periods, the fetal epithelium presents positive labeling to cell proliferation. In 60 days gestation the positive labeling of the manipulated gestations was less evident in relation to the natural gestations. On the other hand, in 90 days gestation the immunoreactivity of the placentomes of the cloned conceptuses was more intense, not just in the epithelium, but also in the fetal connective tissue, fact not observed in the natural gestation, were the positive reaction was less evident in the fetal connective tissue. In this study was noted a possible imbalance in the patterns of the cell proliferation in the transgenic cloned bovine conceptuses, because in the early gestation (60 days) they presented a lesser proliferative activity, and in the 90 days a increase, may be this fact one of the factors leading to placental abnormalities. Therefore, the results of verification of cell proliferation and understanding are important for the understanding of possible fails in gestational development, leading to fetal and placental abnormalities in advanced techniques of embryonic manipulation, such as the production of cloned and transgenic animals.
Resumo
A espermatogênese em mamíferos é um processo sustentado pela auto-renovação e diferenciação de células-tronco espermatogoniais (SSCs). O estudo destas células oferece um excelente modelo para o melhor entendimento da biologia das células-tronco adultas e dos mecanismos que controlam as funções das SSCs. Além do potencial biomédico para estudos sobre infertilidade em diferentes espécies, as SSC possuem uma aplicação promissora na biotecnologia para a produção de animais transgênicos. Assim, o objetivo deste trabalho foi responder à pergunta: "SSCs bovinas LacZ+ podem integrar-se aos túbulos seminíferos de bezerros pré-púberes da raça Nelore após transplante autólogo?" Para isso, bezerros Nelore de 5 meses de idade (n=16) foram submetidos a uma orquiectomia unilateral para o isolamento de células espermatogoniais por digestão enzimática. Após o plaqueamento diferencial, as células foram transduzidas com um vetor lentiviral contendo a sequencia do gene marcador LacZ. Para isso, os animais foram aleatoriamente alocados em um dos quatro grupos experimentais: LacZ+/PKH26+, LacZ+/PKH26-, LacZ-/PKH26+, LacZ-/PKH26-. Após 60 h do início do cultivo in vitro, as células espermatogoniais foram transplantadas autologamente para o mediastino do testículo remanescente por injeção guiada por ultrassonografia. O testículo transplantado foi removido cirurgicamente após 45 dias e amostras de tecido foram submetidas a reação com x-gal para verificação da integração de células espermatogoniais transgênicas aos túbulos seminíferos. Células espermatogoniais foram isoladas e cultivadas in vitro com sucesso. Contudo, não foi possível obter uma população pura de SSCs por plaqueamento diferencial. Embora tenha sido eleito o transplante de células espermatogoniais e não de SSCs somente, sabe-se que também foram transplantadas SSCs, pois a caracterização das células isoladas demonstrou a expressão dos marcadores de SSCs ITGA6, GFRa-1, PGP 9.5 e afinidade pela lectina DBA. Crioseções de amostras de tecido testicular coradas com x-gal permitiram a observação de células transgênicas em 8 de 8 animais que receberam células LacZ+. Contudo, todas as células transgênicas observadas estavam situadas no interstício. Concluindo, não foi possível observar a integração das células transgênicas transplantadas aos túbulos seminíferos do testículo receptor após 45 dias do transplante autólogo utilizando a técnica de injeção intratesticular de células espermatogoniais LacZ+ no mediastino de bezerros pré-púberes da raça Nelore
Mammalian spermatogenesis is sustained by self renewal and differentiation of spermatogonial stem cells (SSCs). The study of these cells provides a model to better understand adult stem cell biology and the mechanisms that control SSC functions. Besides the biomedical potential to perform studies of infertility in many species, SSCs hold a promising biotechnological application at animal transgenesis. In this manner, the goal of this study was to answer the question: "Can LacZ+ bovine SSCs be integrated into seminiferous tubule of prepubertal Nelore bulls subjected to autologous transplantation?" Hence, 5 months old bulls (n=16) were hemicastrated and spermatogonial cells were isolated by a two step enzymatic digestion procedure. After differential plating, cells were transduced with a lentivirus vector carrying the LacZ reporter gene sequence. Animals were randomly allocated in four experimental groups: LacZ+/PKH26+, LacZ+/PKH26-, LacZ-/PKH26+, LacZ-/PKH26-. After 60 h of the onset of in vitro culture, spermatogonial cells were autologously transplanted to the remaining testes by an ultrasound guided needle injection at the testis mediastinum. The transplanted testes were surgically removed after 45 days and testicular tissue samples were subjected to x-gal staining to assess the integration of transgenic spermatogonial cells to seminiferous tubule. Spermatogonial cells were successfully isolated and in vitro cultured. However, it was not possible to obtain a SSC enriched population of cells by differential plating. Although it was decided by the transplant of spermatogonial cells instead of pure SSCs only, it was detected the expression of SSC marker genes ITGA6, PGP9.5, GFR-1 and the affinity for DBA by the isolated cells. Cryosections of x-gal stained testicular tissue samples allowed the observation of transgenic cells in 8 out of 8 animals that received LacZ+ cells. However, all transgenic cells observed were located at the interstitial space. In conclusion, it was not possible to observe the integration of the transplanted transgenic cells into seminiferous tubule of prepubertal Nelore bulls subjected to autologous transplantation using an ultrasound guided needle injection at the testis mediastinum, after 45 days of transplant
Assuntos
Animais , Bovinos , Animais Geneticamente Modificados/embriologia , Células-Tronco/químicaResumo
A espermatogênese em mamíferos é um processo sustentado pela auto-renovação e diferenciação de células-tronco espermatogoniais (SSCs). O estudo destas células oferece um excelente modelo para o melhor entendimento da biologia das células-tronco adultas e dos mecanismos que controlam as funções das SSCs. Além do potencial biomédico para estudos sobre infertilidade em diferentes espécies, as SSC possuem uma aplicação promissora na biotecnologia para a produção de animais transgênicos. Assim, o objetivo deste trabalho foi responder à pergunta: "SSCs bovinas LacZ+ podem integrar-se aos túbulos seminíferos de bezerros pré-púberes da raça Nelore após transplante autólogo?" Para isso, bezerros Nelore de 5 meses de idade (n=16) foram submetidos a uma orquiectomia unilateral para o isolamento de células espermatogoniais por digestão enzimática. Após o plaqueamento diferencial, as células foram transduzidas com um vetor lentiviral contendo a sequencia do gene marcador LacZ. Para isso, os animais foram aleatoriamente alocados em um dos quatro grupos experimentais: LacZ+/PKH26+, LacZ+/PKH26-, LacZ-/PKH26+, LacZ-/PKH26-. Após 60 h do início do cultivo in vitro, as células espermatogoniais foram transplantadas autologamente para o mediastino do testículo remanescente por injeção guiada por ultrassonografia. O testículo transplantado foi removido cirurgicamente após 45 dias e amostras de tecido foram submetidas a reação com x-gal para verificação da integração de células espermatogoniais transgênicas aos túbulos seminíferos. Células espermatogoniais foram isoladas e cultivadas in vitro com sucesso. Contudo, não foi possível obter uma população pura de SSCs por plaqueamento diferencial. Embora tenha sido eleito o transplante de células espermatogoniais e não de SSCs somente, sabe-se que também foram transplantadas SSCs, pois a caracterização das células isoladas demonstrou a expressão dos marcadores de SSCs ITGA6, GFRa-1, PGP 9.5 e afinidade pela lectina DBA. Crioseções de amostras de tecido testicular coradas com x-gal permitiram a observação de células transgênicas em 8 de 8 animais que receberam células LacZ+. Contudo, todas as células transgênicas observadas estavam situadas no interstício. Concluindo, não foi possível observar a integração das células transgênicas transplantadas aos túbulos seminíferos do testículo receptor após 45 dias do transplante autólogo utilizando a técnica de injeção intratesticular de células espermatogoniais LacZ+ no mediastino de bezerros pré-púberes da raça Nelore (AU)
Mammalian spermatogenesis is sustained by self renewal and differentiation of spermatogonial stem cells (SSCs). The study of these cells provides a model to better understand adult stem cell biology and the mechanisms that control SSC functions. Besides the biomedical potential to perform studies of infertility in many species, SSCs hold a promising biotechnological application at animal transgenesis. In this manner, the goal of this study was to answer the question: "Can LacZ+ bovine SSCs be integrated into seminiferous tubule of prepubertal Nelore bulls subjected to autologous transplantation?" Hence, 5 months old bulls (n=16) were hemicastrated and spermatogonial cells were isolated by a two step enzymatic digestion procedure. After differential plating, cells were transduced with a lentivirus vector carrying the LacZ reporter gene sequence. Animals were randomly allocated in four experimental groups: LacZ+/PKH26+, LacZ+/PKH26-, LacZ-/PKH26+, LacZ-/PKH26-. After 60 h of the onset of in vitro culture, spermatogonial cells were autologously transplanted to the remaining testes by an ultrasound guided needle injection at the testis mediastinum. The transplanted testes were surgically removed after 45 days and testicular tissue samples were subjected to x-gal staining to assess the integration of transgenic spermatogonial cells to seminiferous tubule. Spermatogonial cells were successfully isolated and in vitro cultured. However, it was not possible to obtain a SSC enriched population of cells by differential plating. Although it was decided by the transplant of spermatogonial cells instead of pure SSCs only, it was detected the expression of SSC marker genes ITGA6, PGP9.5, GFR-1 and the affinity for DBA by the isolated cells. Cryosections of x-gal stained testicular tissue samples allowed the observation of transgenic cells in 8 out of 8 animals that received LacZ+ cells. However, all transgenic cells observed were located at the interstitial space. In conclusion, it was not possible to observe the integration of the transplanted transgenic cells into seminiferous tubule of prepubertal Nelore bulls subjected to autologous transplantation using an ultrasound guided needle injection at the testis mediastinum, after 45 days of transplant (AU)
Assuntos
Animais , Bovinos , Células-Tronco/química , Animais Geneticamente Modificados/embriologiaResumo
A baixa eficiência e a dificuldade de reprodução de resultados da técnica de transferência gênica mediada por espermatozoides (TGME) têm como possível explicação à ativação de endonucleases espermáticas. Assim, a inibição desta enzima poderia evitar a fragmentação de DNA (exógeno e genômico), possibilitando assim, o uso de maiores concentrações de DNA exógeno, aumentando a eficiência e garantindo a reprodutibilidade da técnica. O ácido aurintricarboxílico (ATA) é um inibidor geral de endonucleases (HALLICK et al., 1977), inclusive das endonucleases espermáticas (MAIONE et al., 1997; MAGNANO et al., 1998). Deste modo, o presente estudo objetivou avaliar a inibição das endonucleases espermáticas, pelo ácido aurintricarboxílico (ATA). Para isso, três experimentos foram realizados: 1) avaliar a inibição das endonucleases espermáticas pela adição do ácido aurintricarboxílico, após incubação com DNA exógeno; 2) verificar a eficiência do ATA na inibição de fragmentação de DNA genômico e 3) detectar o aumento nos índices de internalização após o uso de ATA. Para o primeiro experimento, um ensaio de digestão plasmidial com os plasmídeos PCX-EGFP e pmGENIE3 e três concentrações de ATA (10µM, 25µM e 50µM) foram testados. As digestões dos vetores plasmidiais ocorreram pela incubação dos plasmídeos PCX-EGFP e pmGENIE3, com e sem a presença de ATA, com extratos espermáticos. As incubações ocorreram durante 1 hora à 37ºC e os produtos foram analisados por eletroforese (2 horas, 100mV) em gel de agarose 0,7%. Os resultados foram avaliados em escala de cruzes, no qual 1 foi considerado digestão total dos plasmídeos e 3, a não digestão. Os resultados foram analisados em nível de significância de 5%.
The low efficiency and low repeatability of sperm-mediated gene transfer (SMGT) could be due to the activation of sperm endonucleases. The inhibition of this enzyme would avoid genomic DNA fragmentation enabling the use of higher concentrations of exogenous DNA, increasing the efficiency and ensuring the reproducibility of this technique. Aurintricarboxilic acid (ATA) is a general inhibitor of endonucleases (HALLICK et al., 1977), including sperm endonucleases (MAIONE et al., 1997; MAGNANO et al., 1998). This study aimed to evaluate the inhibition of sperm endonucleases using the aurintricarboxilic acid (ATA). For that, three experiments were set: 1) evaluate the inhibition of sperm endonucleases by adding aurintricarboxilic acid after incubation with exogenous DNA, 2) study the inhibition efficiency of ATA in genomic DNA fragmentation and 3) detect exogenous DNA internalization after the use of ATA. For the first experiment, a plasmid digestion assay with pmGENIE3 and PCX-EGFP and three concentrations of ATA (10µM, 25µM and 50µM) were tested. The digestion of plasmid vector occurred by incubation of PCX-EGFP and pmGENIE3 with and without the presence of ATA with sperm extracts. Incubations took place for 1 hour at 37°C and the products were analyzed by electrophoresis (2 hours, 100mV) in 0,7% agarose gel. The results were evaluated on a cross scale whereas 1 was considered a total plasmid digestion and 3 no digestion. The results were analyzed with a significance level of 5%.
Assuntos
Animais , Camundongos , Endonucleases , Espermatozoides , Reação em Cadeia da Polimerase em Tempo Real , Reação em Cadeia da Polimerase em Tempo Real/veterináriaResumo
Ao longo da vida reprodutiva dos machos adultos, espermatozoides são formados pelas células-tronco espermatogoniais (SSCs, do inglês spermatogonial stem cells) por um processo conhecido como espermatogênese. O cultivo in vitro de SSCs abriu novas possibilidades para a transgenia, no entanto os protocolos requerem a adição de fatores de crescimento, o que encarece a manutenção dessas células por um tempo prolongado, fazendo da criopreservação de SSCs uma alternativa para esse problema. O fenótipo molecular de células-tronco espermatogoniais tem sido objeto de estudo nas últimas décadas. Uma das moléculas mais estudadas como marcador na caracterização de espermatogônias é a alfa-6 integrina. Baseado nestas informações, a seguinte hipótese foi proposta: SSCs que apresentam maior expressão de alfa-6 integrina são mais eficientes para modificações genéticas e colonização de túbulos seminíferos. Para testar essa hipótese, as SSCs murinas foram dissociadas de testículos de camundongos com 8 a 11 dias de idade. Essas células foram cultivadas in vitro, caracterizadas quanto sua morfologia, congeladas e incubadas com anticorpo anti-alfa-6 integrina para a purificação das SSCs por separação celular ativada por fluorescência (FACS). Células testiculares foram geneticamente modificadas com a inserção do gene marcador LacZ e o transplante através dos ductos eferentes foi padronizado. As Células germinativas testiculares foram dissociadas e cultivadas in vitro, porém a viabilidade foi aquém da desejada, inviabilizando as etapas de transformação, transplante e posterior avaliação histológica. Usando o marcador molecular alfa-6 integrina foi possível separar populações de células germinativas testiculares por FACS e a expressão gênica de ITGα6, GFRα1, Oct-4 e Thy-1 foi detectada por RT-PCR quantitativo. Em conclusão, não foi possível comprovar a eficiência de transdução e colonização em túbulos seminíferos por células-tronco espermatogoniais selecionadas com alfa-6 integrina
Throughout the reproductive life of adult males, spermatozoa are formed from spermatogonial stem cells (SSCs) by a process known as spermatogenesis. The in vitro culture of SSCs created new possibilities for transgenesis, however the protocols require addition of growth factors, which increases the maintenance costs of these cells for a prolonged time, making of the cryopreservation of SSCs an alternative for this problem. The molecular phenotype of spermatogonial stem cells have been target of studies in recent decades. One of the most studied marker molecule in the characterization of spermatogonia is integrin alpha-6. Based on these informations, the following hypothesis was proposed: SSCs that show increased expression of integrin alpha-6 are more efficient for genetic modification and colonization of seminiferous tubules. In order to test this hypotesis, murine SSCs were dissociated from testes of 8 to 11 days old mice. These cells were in vitro cultured, characterized based on its morphology, frozen and incubated with anti-integrin alpha-6 antibody for the purification of SSCs by activated cell sorting fluorescence (FACS). Testicular cells were genetically modified with the insertion of the marker gene LacZ and transplantation through the efferent ducts was standardized. The testicular germ cells were dissociated and in vitro cultured, however viability was below expected, precluding the steps of transformation, transplantation and subsequent histological evaluation. Using molecular marker integrin alpha-6 it was possible to separate testicular germ cell populations by FACS and gene expression of ITGα6, GFRα1, Oct-4 and Thy-1was detected by quantitative RT-PCR. In conclusion, it was not possible to prove the efficiency of transduction and colonization in the seminiferous tubules by spermatogonial stem cells selected with alpha 6 integrin
Assuntos
Masculino , Animais , Camundongos , Células-Tronco/classificação , Espermatozoides/crescimento & desenvolvimento , /genética , Murinae/genética , Marcadores Genéticos/fisiologiaResumo
Ao longo da vida reprodutiva dos machos adultos, espermatozoides são formados pelas células-tronco espermatogoniais (SSCs, do inglês spermatogonial stem cells) por um processo conhecido como espermatogênese. O cultivo in vitro de SSCs abriu novas possibilidades para a transgenia, no entanto os protocolos requerem a adição de fatores de crescimento, o que encarece a manutenção dessas células por um tempo prolongado, fazendo da criopreservação de SSCs uma alternativa para esse problema. O fenótipo molecular de células-tronco espermatogoniais tem sido objeto de estudo nas últimas décadas. Uma das moléculas mais estudadas como marcador na caracterização de espermatogônias é a alfa-6 integrina. Baseado nestas informações, a seguinte hipótese foi proposta: SSCs que apresentam maior expressão de alfa-6 integrina são mais eficientes para modificações genéticas e colonização de túbulos seminíferos. Para testar essa hipótese, as SSCs murinas foram dissociadas de testículos de camundongos com 8 a 11 dias de idade. Essas células foram cultivadas in vitro, caracterizadas quanto sua morfologia, congeladas e incubadas com anticorpo anti-alfa-6 integrina para a purificação das SSCs por separação celular ativada por fluorescência (FACS). Células testiculares foram geneticamente modificadas com a inserção do gene marcador LacZ e o transplante através dos ductos eferentes foi padronizado. As Células germinativas testiculares foram dissociadas e cultivadas in vitro, porém a viabilidade foi aquém da desejada, inviabilizando as etapas de transformação, transplante e posterior avaliação histológica. Usando o marcador molecular alfa-6 integrina foi possível separar populações de células germinativas testiculares por FACS e a expressão gênica de ITGα6, GFRα1, Oct-4 e Thy-1 foi detectada por RT-PCR quantitativo. Em conclusão, não foi possível comprovar a eficiência de transdução e colonização em túbulos seminíferos por células-tronco espermatogoniais selecionadas com alfa-6 integrina (AU)
Throughout the reproductive life of adult males, spermatozoa are formed from spermatogonial stem cells (SSCs) by a process known as spermatogenesis. The in vitro culture of SSCs created new possibilities for transgenesis, however the protocols require addition of growth factors, which increases the maintenance costs of these cells for a prolonged time, making of the cryopreservation of SSCs an alternative for this problem. The molecular phenotype of spermatogonial stem cells have been target of studies in recent decades. One of the most studied marker molecule in the characterization of spermatogonia is integrin alpha-6. Based on these informations, the following hypothesis was proposed: SSCs that show increased expression of integrin alpha-6 are more efficient for genetic modification and colonization of seminiferous tubules. In order to test this hypotesis, murine SSCs were dissociated from testes of 8 to 11 days old mice. These cells were in vitro cultured, characterized based on its morphology, frozen and incubated with anti-integrin alpha-6 antibody for the purification of SSCs by activated cell sorting fluorescence (FACS). Testicular cells were genetically modified with the insertion of the marker gene LacZ and transplantation through the efferent ducts was standardized. The testicular germ cells were dissociated and in vitro cultured, however viability was below expected, precluding the steps of transformation, transplantation and subsequent histological evaluation. Using molecular marker integrin alpha-6 it was possible to separate testicular germ cell populations by FACS and gene expression of ITGα6, GFRα1, Oct-4 and Thy-1was detected by quantitative RT-PCR. In conclusion, it was not possible to prove the efficiency of transduction and colonization in the seminiferous tubules by spermatogonial stem cells selected with alpha 6 integrin (AU)
Assuntos
Animais , Masculino , Camundongos , Células-Tronco/classificação , Integrina alfa6/genética , Espermatozoides/crescimento & desenvolvimento , Murinae/genética , Marcadores Genéticos/fisiologiaResumo
A baixa eficiência e a dificuldade de reprodução de resultados da técnica de transferência gênica mediada por espermatozoides (TGME) têm como possível explicação à ativação de endonucleases espermáticas. Assim, a inibição desta enzima poderia evitar a fragmentação de DNA (exógeno e genômico), possibilitando assim, o uso de maiores concentrações de DNA exógeno, aumentando a eficiência e garantindo a reprodutibilidade da técnica. O ácido aurintricarboxílico (ATA) é um inibidor geral de endonucleases (HALLICK et al., 1977), inclusive das endonucleases espermáticas (MAIONE et al., 1997; MAGNANO et al., 1998). Deste modo, o presente estudo objetivou avaliar a inibição das endonucleases espermáticas, pelo ácido aurintricarboxílico (ATA). Para isso, três experimentos foram realizados: 1) avaliar a inibição das endonucleases espermáticas pela adição do ácido aurintricarboxílico, após incubação com DNA exógeno; 2) verificar a eficiência do ATA na inibição de fragmentação de DNA genômico e 3) detectar o aumento nos índices de internalização após o uso de ATA. Para o primeiro experimento, um ensaio de digestão plasmidial com os plasmídeos PCX-EGFP e pmGENIE3 e três concentrações de ATA (10µM, 25µM e 50µM) foram testados. As digestões dos vetores plasmidiais ocorreram pela incubação dos plasmídeos PCX-EGFP e pmGENIE3, com e sem a presença de ATA, com extratos espermáticos. As incubações ocorreram durante 1 hora à 37ºC e os produtos foram analisados por eletroforese (2 horas, 100mV) em gel de agarose 0,7%. Os resultados foram avaliados em escala de cruzes, no qual 1 foi considerado digestão total dos plasmídeos e 3, a não digestão. Os resultados foram analisados em nível de significância de 5%. (AU)
The low efficiency and low repeatability of sperm-mediated gene transfer (SMGT) could be due to the activation of sperm endonucleases. The inhibition of this enzyme would avoid genomic DNA fragmentation enabling the use of higher concentrations of exogenous DNA, increasing the efficiency and ensuring the reproducibility of this technique. Aurintricarboxilic acid (ATA) is a general inhibitor of endonucleases (HALLICK et al., 1977), including sperm endonucleases (MAIONE et al., 1997; MAGNANO et al., 1998). This study aimed to evaluate the inhibition of sperm endonucleases using the aurintricarboxilic acid (ATA). For that, three experiments were set: 1) evaluate the inhibition of sperm endonucleases by adding aurintricarboxilic acid after incubation with exogenous DNA, 2) study the inhibition efficiency of ATA in genomic DNA fragmentation and 3) detect exogenous DNA internalization after the use of ATA. For the first experiment, a plasmid digestion assay with pmGENIE3 and PCX-EGFP and three concentrations of ATA (10µM, 25µM and 50µM) were tested. The digestion of plasmid vector occurred by incubation of PCX-EGFP and pmGENIE3 with and without the presence of ATA with sperm extracts. Incubations took place for 1 hour at 37°C and the products were analyzed by electrophoresis (2 hours, 100mV) in 0,7% agarose gel. The results were evaluated on a cross scale whereas 1 was considered a total plasmid digestion and 3 no digestion. The results were analyzed with a significance level of 5%. (AU)
Assuntos
Animais , Camundongos , Espermatozoides , Endonucleases , Reação em Cadeia da Polimerase em Tempo Real , Reação em Cadeia da Polimerase em Tempo Real/veterináriaResumo
A produção de animais transgênicos possui aplicações que envolvem desde a pesquisa básica à produção agropecuária. O recente progresso na clonagem animal por transferência nuclear (TN) possibilitou a produção de animais transgênicos utilizando linhagens de células doadoras de núcleo previamente modificadas geneticamente. A possibilidade de manipulação genética, estudo da expressão gênica e adequada seleção da célula doadora de núcleo na TN não somente pode garantir a presença da construção gênica em toda a prole, como também pode evitar a produção de animais portadores de modificações indesejáveis resultantes da inserção do inserto em regiões codificantes do genoma, em decorrência da inserção aleatória das técnicas de transferência gênica mais comuns. Este trabalho teve como objetivo geral produzir animais transgênicos a partir de transferência nuclear utilizando como células doadoras de núcleo fibroblastos modificados geneticamente por transdução lentiviral. Objetivos específicos foram a produção e caracterização de linhagens de fibroblasto fetal portadores do gene da Proteína Fluorescente Verde (eGFP) quanto à seleção da expressão do transgene, passagem celular e posição da inserção do transgene e sua utilização na técnica de transferência de núcleos para a análise da competência de desenvolvimento a blastocisto e estabelecimento de gestações. Para tal, fibroblastos fetais bovinos foram transduzidos pelo sistema lentiviral. Células expressando o gene da eGFP foram selecionadas por citometria de fluxo e utilizadas como doadoras de núcleo na TN. Foram analisados o efeito do período de cultivo dos fibroblastos, assim como o efeito da reclonagem na competência de desenvolvimento a blastocisto e estabelecimento de gestações. O cultivo celular submetido à reclonagem foi analisado quanto à posição de inserção do transgene, sendo constatado nos fetos produzidos neste experimento a presença de uma inserção única em região não transcrita do cromossomo 14. Não houve efeito neste experimento do tempo de cultivo na competência de desenvolvimento a blastocisto, mas houve efeito benéfico da reclonagem celular. Além disso, foram obtidos 4 fetos, sendo 3 transgênicos, dos embriões transferidos provenientes das TNs que utilizaram células transgênicas de inserção aleatória em baixas e altas passagens e 6 fetos dos 37 embriões transferidos provenientes das TN que utilizaram células reclonadas, sendo todos transgênicos. Conclui-se que a produção de células transgênicas mediante mecanismo de transdução lentiviral, pode resultar, após TNCS, em embriões geneticamente idênticos à células doadora capazes de sustentar o desenvolvimento in vitro a blastocisto e o estabelecimento de gestações. Finalmente, são discutidos fatores ligados ao processo de seleção e reclonagem que aumentam a eficiência da produção de gestações por TNCS
Genetically modified animals have numerous applications ranging from basic research to agriculture production. Recent progress in animal cloning by nuclear transfer (NT) has made possible the production of transgenic animals using previously genetically modified cell lineages. The possibility of genetic manipulation, gene expression studies and adequate selection of the nuclei donor cell for NT not only can guarantee the presence of the gene construction in the offspring, but also can avoid the production of animals that carries undesirable characteristics, often as a result of the random insertion of transgenes in transcripted areas of the genome. General objective of this study was to produce transgenic animals by nuclear transfer using lentivirus-genetically modified nuclei donor fibroblasts. Specifically, objectives were the production and characterization of fetal fibroblasts lineages expressing eGFP (enhanced Green Fluorescent Protein, eGFP) gene in different cell passages regarding transgene insertion position and its use for the nuclear transfer procedure. The potential of blastocyst development and pregnancy establishment were analyzed in embryos reconstructed with late and early passages and with clonal or random insertion of transgenes (recloning). For that, bovine fetal fibroblasts were transduced with lentiviruses. eGFP expressing cells were selected by flow citometry sorting and used as nuclei donor cells for NT. Transgene integration site of the cell culture submitted to recloning was analised. It was observed that an unique insertion in a non-transcribed área of chromossome 14 was present in the fetuses recovered in this recloning experiment. No effect of culture time on development of blastocysts was observed, however, there was a beneficial effect of the cell recloning Besides, 4 fetuses (3 of them were transgenic) were obtained when 64 embryos reconstructed with random transgene position cells in late and early passages were transferred and 6 fetuses were obtained when 37 embryos reconstructed with recloned cells were transferred (all of them were transgenic). In conclusion, lentivirus transduction was able to produce transgenic cells with a stable expression of the transgene. These cells, when used for SCNT, can be reprogrammed and genetically identical embryos able to sustain in vitro culture, pregnancy establishment and recognition. Finally, recloning and cell selection procedures are discussed as a possible approach to increase pregnancy efficiency after TNCS
Resumo
A transferência gênica mediada por espermatozóide (TGME) por ser um método teoricamente simples e barato tem sido usada na produção de animais transgênicos. Entretanto, os resultados são variáveis e inconstantes. Para otimizar a TGME é necessário estabelecer o tempo, a quantidade e o tipo de DNA exógeno que será incubado com os espermatozóides. O estudo dos efeitos destes parâmetros na TGME foi o objetivo deste trabalho. Para avaliar o efeito da adição do DNA exógeno durante 0, 1, 2, 3 e 4 horas de incubação na viabilidade espermática foram utilizadas as sondas fluorescentes Hoechst 33342, Iodeto de propídeo, JC-1 e FITC-PSA. Na avaliação do efeito do tempo de incubação (60, 90 e 120 minutos) nos índices de apoptose e necrose, os espermatozóides foram corados com as sondas fluorescentes Yo-pro e Iodetoto de propídeo e avaliados pelo citômetro de fluxo, e os índices de transfecção avaliados pela PCR em tempo real. Para avaliar o efeito da quantidade e da seqüência de DNA exógeno foram construídas seqüências de tamanhos e estruturas diferentes. Para as seqüências de tamanhos diferentes, foram utilizadas seqüências de 2,2; 5,5 e 8,5kb nas concentrações de 500ng ou 130ng da seqüência de 2,2kb, 323ng da seqüência 5,5kb e 500ng da seqüência de 8,5kb. Para as seqüências de diferentes estruturas foram utilizadas seqüências ricas em oligonucleotideos AT, GC ou intermediária (IN). Foram avaliados o efeito das seqüências de diferentes tamanhos, estruturas e concentrações na indução de apoptose dos espermatozóides pelo citômetro de fluxo e os índices de transfecção por PCR em tempo real. Os resultados mostraram que não houve efeito da adição do DNA exógeno sobre a viabilidade espermática. Entretanto, houve efeito do tempo de incubação onde foi observado maior viabilidade espermática com 1 hora de incubação (35,7%). O tempo de incubação não teve efeito na indução de apoptose, mas foi observado efeito no índice de transfecção apresentando maior quantidade de DNA exógeno associado aos espermatozóides às 2 horas de incubação. A quantidade, o tamanho e a estrutura de DNA exógeno não influenciaram o índice de apoptose, assim como a quantidade de DNA não teve efeito nos índice de transfecção. Entretanto, foi observado efeito do tamanho e da estrutura do DNA, no qual a seqüência de 5,5kb apresentou melhores resultados de transfecção tanto na quantidade de 500ng e 323ng. A seqüência rica em AT também apresentou melhor resultado de transfecção em relação à seqüência rica em GC e a intermediária. Em conclusão, o tempo de incubação reduziu a viabilidade espermática, porém, aumentou os índices de transfecção. A transfecção dos espermatozóides não foi influenciada pela quantidade da seqüência, mas foi influenciada pelo tamanho e estrutura da seqüência. A apoptose e necrose das células espermáticas não foram influenciadas pela quantidade, tamanho e estrutura do DNA exógeno
Sperm-mediated gene transfer (SMGT) has been used for transgenic animal production because it is a theoretically simple and low cost method. However, results are various and without repetibility. In order to optimize SMGT it is necessary to determine the time, amount and sequence of exogenous DNA for incubation with spermatozoa. The objective of this study was to verify the effect of these three parameters on SMGT. To assess the effect of exogenous DNA addition on sperm viability after 0, 1, 2, 3 and 4 hours of incubation, fluorescent probes Hoechst 33342, propidium iodide, JC-1 and FITC-PSA were used. To evaluate effects of incubation time (60, 90 and 120 minutes) on apoptosis and necrosis rates, spermatozoa were stained with fluorescent probes Yo-pro and propidium iodide and analyzed by flow cytometry; transfection rates were evaluated by real-time PCR. To assess the effect of exogenous DNA amount and sequence, different sized and structured sequences were made. Different sized sequences of 2.2, 5.5 and 8.5kb were used, with concentration of 500ng or 130ng of 2.2 sequence, 500 or 323ng of 5.5 sequence and 500ng of 8.5 sequence. Different structured sequences were rich in AT, GC or intermediate (IN). The effect of different size, structure and concentration on spermatozoa apoptosis induction were analyzed by flow cytometer and transfection rates by real-time PCR. Results show that no effects occurred on spermatozoa viability after exogenous DNA addition. However, time effect occurred: higher spermatozoa viability was observed after 1 hour of incubation (35.7%). Incubation time had no effect on apoptosis induction; otherwise, transfection rates presented higher amounts of exogenous DNA associated to spermatozoa after 2 hours of incubation. Amount, size and structure of DNA did not influence apoptosis and necrosis rates and DNA amount had no effect on transfection rates. However, size and structure effect were observed: 5.5kb sequence presented better transfection results using 500ng or 323ng. AT- rich sequence also presented better transfection rates than GC-rich and IN sequences. In conclusion, incubation time reduced spermatozoa viability, although enhanced the transfection levels. Spermatozoa transfection was not influenced by DNA sequence amount, but was influenced by the size and structure of the sequence. Apoptosis and necrosis of sperm cells were not influenced by amount, size and structure of exogenous DNA
Resumo
O animal é reconhecido como uma importante ferramenta para pesquisas biomédicas e biológicas, assim como para desenvolvimento farmacêutico e toxicológico. A tecnologia de transferência de genes, geralmente utilizada em laboratórios e em animais domésticos foi desenvolvida pioneiramente utilizando camundongos como modelo experimental. O uso de grandes animais como transgênicos é justificado pela possibilidade da glândula mamária de animais modificados expressar proteínas heterólogas de interesses nutricional e farmacêutico. Neste contexto, bovinos transgênicos podem ser usados para produzir proteínas em grandes quantidades e a custos reduzidos. Apesar dos avanços, a técnica de transgenia ainda oferece, quando extrapolada para outras espécies desvantagens como a baixa eficiência da microinjeção no pronúcleo, a reduzida quantidade de oócitos recuperados para a microinjeção em vacas, porcas e ovelhas, mesmo em animais superovulados e o longo período de gestação desses animais de produção em comparação ao camundongo, o que acarreta em custos mais elevados. Para contornar estas dificuldades, métodos alternativos têm sido desenvolvidos. O uso de espermatozóides como vetores tem sido descrito por diversos autores. Desde a década de 70 é sabido que os espermatozóides de quase todas as espécies se ligam à proteínas e ao DNA exógeno, portanto essas células podem ser usadas como vetores para introduzir moléculas de DNA em um oócito durante o processo de fecundação. Este trabalho teve como objetivo comparar quatro métodos de incorporação de DNA exógeno ao espermatozóide e verificar a eficiência da produção in vitro de embriões bovinos transgênicos. Para tanto, espermatozóides foram eletroporados (500V), capacitados com cálcio ionóforo (250nM), incubados por 1 hora ou associados à lipossomos, na presença do DNA exógeno pEYFP-Nuc. Os espermatozóides submetidos a estes tratamentos foram utilizados na produção in vitro de embriões bovinos. Os métodos foram avaliados quanto aos índices de clivagem, de blastocisto e de eclosão, por Qui-quadrado com nível de significância de 5%. A incorporação de DNA exógeno foi avaliada pela PCR, sendo positivo os embriões que na eletroforese em gel de agarose apresentaram uma banda de 440pb. Não houve diferença significativa entre os índices de blastocisto e de eclosão dos grupos experimentais quando comparado ao grupo controle. Os embriões positivos na PCR para pEYFP-Nuc nos grupos capacitação (10,52%) e eletroporação (21,84%) não apresentaram diferença entre si, contudo foram mais eficientes em comparação ao grupo lipofecção (10,0%). O grupo da incubação (11,32%) não difere dos demais grupos experimentais. Estes resultados permitem concluir que é possível produzir embriões bovinos transgênicos in vitro utilizando espermatozóides tratados por eletroporação, capacitação espermática, lipofecção e incubação espermática para a incorporação do DNA exógeno