Innovative strategies for superovulation in cattle

Although superstimulatory protocols in cattle are usually initiated during mid-cycle, the elective control follicular wave emergence and ovulation have had a great impact on the application of on-farm embryo transfer. However, the most commonly used approach for the sinchronization of follicular wave emergence invoolves the use of estradiol which cannot be used in many parts of the world. Therefore, the need for alternative treatments has driven recent research. An approach that has shown promise is to initiate FSH treatments at the time of the emergence of the first follicular wave folliwing GnRH-induced ovulation. Alternatively, it has been shown that that it may be possible to ignore follicular wave status, and by extending the treatment protocol induce smaller follicles to grow and reach maturity and superovulate. Finally , the short half-life of pintuitary FSH necessitates twice daily treatments which are times consuming, stressful and subject to error. Recent treatment protocols have permitted supertimulation with a single or alternatively two-FSH treatments, reducing the need for animal handling during FSH treatments.

Innovative strategies for superovulation in cattle

Although superstimulatory protocols in cattle are usually initiated during mid-cycle, the elective control follicular wave emergence and ovulation have had a great impact on the application of on-farm embryo transfer. However, the most commonly used approach for the sinchronization of follicular wave emergence invoolves the use of estradiol which cannot be used in many parts of the world. Therefore, the need for alternative treatments has driven recent research. An approach that has shown promise is to initiate FSH treatments at the time of the emergence of the first follicular wave folliwing GnRH-induced ovulation. Alternatively, it has been shown that that it may be possible to ignore follicular wave status, and by extending the treatment protocol induce smaller follicles to grow and reach maturity and superovulate. Finally , the short half-life of pintuitary FSH necessitates twice daily treatments which are times consuming, stressful and subject to error. Recent treatment protocols have permitted supertimulation with a single or alternatively two-FSH treatments, reducing the need for animal handling during FSH treatments.(AU)

Comparação de diferentes técnicas de sincronização da emergência da onda folicular visando a superovulação em bovinos / Comparative technics of follicular wave emergence synchronization in the cattle superovulation

Foram avaliadas quatro técnicas de sincronização da onda folicular em protocolos de superovulação. Para tal, foram utilizadas 112 vacas doadoras, das raças Simental, Limousin e Red Angus, com escore corporal médio de 3,0. Os animais foram divididos aleatoriamente em cinco grupos experimentais de acordo com o método de sincronização da emergência da onda folicular. Foram realizadas 30 superovulações em cada grupo, considerando os seguintes protocolos: GI - grupo controle animais superovulados entre o 8o e o 12o dia do ciclo estral (dia zero = estro); GII animais que sofreram punção folicular no 9o dia (dia 0 = estro) e início do tratamento superovulatório no 11o dia; GIII animais que sofreram punção folicular em fase não conhecida do ciclo estral, associada ao uso de um dispositivo intravaginal contendo progesterona (P4) e tratamento superovulatório iniciado 48h após a punção, GIV animais que utilizaram implante intravaginal de progesterona colocadoem fase aleatória do ciclo estral, mantido por nove dias, associado à administração de 50 mg de P4 e de 2mg de benzoato de estradiol, sendo o tratamento superovulatório iniciado cinco dias após a colocação do dispositivo e GV animais que receberam implante intravaginal de P4 colocado em fase aleatória do ciclo estral e mantido por oito dias, associado à administração de 50mg de P4 e 2mg de 17â-estradiol, sendo o tratamento superovulatório iniciado quatro dias após a colocação do dispositivo. Nos grupos I, II, III, IV e V o total de estruturas coletadas e de embriões viáveis foram, respectivamente (13,53±9,23 vs 13,87 ± 7,85 vs 18,70 ± 10,88 vs 9,03 ± 4,97 vs 13,60 ± 8,39) e (8,43±5,68 vs 8,27 ± 7,06 vs 10,47 ± 8,19 vs 5,37 ± 2,92 vs 7,23 ± 5,30). Os resultados observados no GIII foram superiores ao GI, GII, GIV e GV (P< 0,05), respectivamente. Os grupos I, II e IV não apresentaram diferenças entre si (P> 0,05), enquanto o desempenho de GIV foi inferior (P<0,05). Os resultados permitem concluir que é possível sincronizar a emergência da onda folicular de vacas doadoras, com início da superovulação em qualquer momento do ciclo estral, e que o tratamento progestágeno associado à punção folicular oferece os melhores resultados.(AU)

We evaluated four different techniques of follicular wave synchronization by comparing total number of structures recovery, number of viable and degenerated embryos, number of oocytes recovery and cost of uterine flushing. One hundred twelve Simental, Limousin and Red Angus donators were randomly allocated in five treatment groups according to protocol used for follicular wave emergence synchronization. Thirty superovulations were performed in each group, the programs were: G1- Control, superovulation treatment between days 8 and 12 of the estrous cycle; G2- follicle aspiration on day 9 of the estrous cycle; G3- follicle aspiration plus intravaginal progesterone implant; G4- intravaginal progesterone implant plus estradiol benzoate and G5- intravaginal progesterone implant plus estradiol-17â. Artificial insemination was performed twice, 12 and 24 hours after detection of behavioral estrus. Embryo collection was performed on day 7 after inseminations. Total number of recovered structures (18,70 ± 10,88 vs 13,53 ± 9,23) and viable embryos (10,47 ± 8,19 vs 8,43 ± 5,68) were higher (P< 0,05) in G3 than in G1, respectively. No differences (P>0,05) were detected amongst groups 2, 5 and 1, while performance of G4 was the lowest (P<0,05). Results demonstrate to be possible synchronize follicular wave emergence by initiating superstimulation at any time of the estrous cycle. Additionally we verified that the program using progesterone associated to follicular ablation had the best results in synchronizing follicular wave emergence aiming superstimulation in cattle.(AU)

Comparação de diferentes técnicas de sincronização da emergência da onda folicular visando a superovulação em bovinos / Comparative technics of follicular wave emergence synchronization in the cattle superovulation

Foram avaliadas quatro técnicas de sincronização da onda folicular em protocolos de superovulação. Para tal, foram utilizadas 112 vacas doadoras, das raças Simental, Limousin e Red Angus, com escore corporal médio de 3,0. Os animais foram divididos aleatoriamente em cinco grupos experimentais de acordo com o método de sincronização da emergência da onda folicular. Foram realizadas 30 superovulações em cada grupo, considerando os seguintes protocolos: GI - grupo controle – animais superovulados entre o 8o e o 12o dia do ciclo estral (dia zero = estro); GII – animais que sofreram punção folicular no 9o dia (dia 0 = estro) e início do tratamento superovulatório no 11o dia; GIII – animais que sofreram punção folicular em fase não conhecida do ciclo estral, associada ao uso de um dispositivo intravaginal contendo progesterona (P4) e tratamento superovulatório iniciado 48h após a punção, GIV – animais que utilizaram implante intravaginal de progesterona colocadoem fase aleatória do ciclo estral, mantido por nove dias, associado à administração de 50 mg de P4 e de 2mg de benzoato de estradiol, sendo o tratamento superovulatório iniciado cinco dias após a colocação do dispositivo e GV – animais que receberam implante intravaginal de P4 colocado em fase aleatória do ciclo estral e mantido por oito dias, associado à administração de 50mg de P4 e 2mg de 17â-estradiol, sendo o tratamento superovulatório iniciado quatro dias após a colocação do dispositivo. Nos grupos I, II, III, IV e V o total de estruturas coletadas e de embriões viáveis foram, respectivamente (13,53±9,23 vs 13,87 ± 7,85 vs 18,70 ± 10,88 vs 9,03 ± 4,97 vs 13,60 ± 8,39) e (8,43±5,68 vs 8,27 ± 7,06 vs 10,47 ± 8,19 vs 5,37 ± 2,92 vs 7,23 ± 5,30). Os resultados observados no GIII foram superiores ao GI, GII, GIV e GV (P 0,05), enquanto o desempenho de GIV foi inferior (P<0,05). Os resultados permitem concluir que é possível sincronizar a emergência da onda folicular de vacas doadoras, com início da superovulação em qualquer momento do ciclo estral, e que o tratamento progestágeno associado à punção folicular oferece os melhores resultados.

We evaluated four different techniques of follicular wave synchronization by comparing total number of structures recovery, number of viable and degenerated embryos, number of oocytes recovery and cost of uterine flushing. One hundred twelve Simental, Limousin and Red Angus donators were randomly allocated in five treatment groups according to protocol used for follicular wave emergence synchronization. Thirty superovulations were performed in each group, the programs were: G1- Control, superovulation treatment between days 8 and 12 of the estrous cycle; G2- follicle aspiration on day 9 of the estrous cycle; G3- follicle aspiration plus intravaginal progesterone implant; G4- intravaginal progesterone implant plus estradiol benzoate and G5- intravaginal progesterone implant plus estradiol-17â. Artificial insemination was performed twice, 12 and 24 hours after detection of behavioral estrus. Embryo collection was performed on day 7 after inseminations. Total number of recovered structures (18,70 ± 10,88 vs 13,53 ± 9,23) and viable embryos (10,47 ± 8,19 vs 8,43 ± 5,68) were higher (P0,05) were detected amongst groups 2, 5 and 1, while performance of G4 was the lowest (P<0,05). Results demonstrate to be possible synchronize follicular wave emergence by initiating superstimulation at any time of the estrous cycle. Additionally we verified that the program using progesterone associated to follicular ablation had the best results in synchronizing follicular wave emergence aiming superstimulation in cattle.

Influência do diâmetro e da fase folicular sobre a competência in vitro de oócitos obtidos de novilhas da raça Nelore / Influence of diameter and follicular fase on the in vitro competence of oocytes from Nelore heifers

Avaliou-se o efeito do diâmetro e da fase do desenvolvimento folicular sobre a competência de oócitos para a produção in vitro de embriões bovinos. A primeira onda folicular foi sincronizada com progestógeno por nove dias e 24 horas após a sua retirada aplicou-se LH. Os ovários foram recuperados 60h (G-60), 96h (G-96) e 108h (G-108) após a ovulação induzida pelo LH. Os folículos foram dissecados ou aspirados e medidos e os oócitos recuperados e submetidos à maturação, fecundação e cultivo in vitro. Os ovários do G-60 apresentaram mais oócitos viáveis (graus I, II e III) (96,6 por cento). A taxa de clivagem teve efeito significativo sobre o diâmetro folicular, sendo maior nos oócitos oriundos de folículos classe 3 (>7mm). Na taxa de produção de blastocisto observou-se interação diâmetro versus fase de desenvolvimento folicular. A taxa de produção de blastocisto foi maior em oócitos obtidos de folículos com diâmetros <5mm (classe 1) no G-60 (64,5 por cento), de 5-7mm (classe 2) no G-96 (33,3 por cento) e >7mm (classe 3) no G-108 (50 por cento). Conclui-se que o diâmetro e a fase de desenvolvimento folicular influenciam a competência oocitária para o desenvolvimento in vitro. Nos estádios iniciais da onda folicular a produção de blastocisto foi maior em oócitos de folículos pequenos; com o avanço da onda, a produção de blastocistos foi maior em oócitos obtidos de folículos maiores.(AU)

The effect of follicular phase and follicle diameter on in vitro production of bovine embryos was evaluated. Follicular wave was synchronized in Nelore heifers with a progestogen for nine days and LH was administered 24 hours after progestogen withdrawal. Ovaries were recovered 60h (G-60), 96 h (G-96), or 108 h (G-108) after LH treatment. Ovarian follicles were dissected or aspirated and measured before oocytes were recovered and submitted to in vitro maturation, fertilization, and culture. The G-60 ovaries presented more viable oocyte (degrees I, II and III) (96.6 percent). Cleavage rate was higher for oocytes from follicles 7mm in diameter (class 3). There was a follicular phase-by-follicle diameter interaction effect on blastocyst production rate. Blastocyst production rates were higher for oocytes from follicles 5mm in diameter (class 1) in the G-60 group (64.5 percent), from follicles 5-7mm (class 2) in the G-96 group (33.3 percent), and from follicles 7mm (class 3) in the G-108 group (50 percent). Both the phase of follicular development and the follicle diameter influenced oocyte competence and ability for development in vitro. At the initial stages of the follicular wave, blastocyst production was higher for oocytes from small follicles. However, as the follicular wave advances, blastocyst production increases for oocytes from larger follicles.(AU)

Testosterona e gonadotrofina coriônica humana estimulam a esteroidogênese em células da granulosa de folículo pré-ovulatório de égua? / Do testosterone and human chorionic gonadotropin stimulate steroidogenesis in granulosa cells of preovulatory follicle in mare?

Avaliou-se o papel da gonadotrofina coriônica humana (hCG) e da testosterona na produção de progesterona (P4) e 17ß-estradiol (E2) pelas células da granulosa cultivadas in vitro de folículo antral de égua. Os tratamentos usados foram: 1- controle (nenhum hormônio adicionado), 2- 1UI hCG (0,3µg/ml) e 3- 10UI hCG (3,0µg/ml). O tratamento com hCG foi realizado na presença ou não de testosterona (144ng/ml). O meio foi coletado e substituído com 0,25, 3, 6, 12, 24 e 144h de cultivo. As concentrações de P4 e E2 foram mensuradas por radioimunoensaio. Não se observou diferença entre os tratamentos 1 e 3 quanto à produção de P4 e E2; o tratamento 1 resultou em aumento da concentração de progesterona após 24h de cultura (P<0,01), mas somente em presença de testosterona. A concentração de estradiol aumentou em presença de testosterona, alcançando concentração máxima com 6h de cultura (P<0,01), e diminuiu gradativamente, até atingir a concentração observada com 0,25h de cultura. A adição de hCG não influenciou a síntese do estradiol. A testosterona desempenhou importante efeito estimulador na síntese/secreção doe E2 pelas células da granulosa e modulou a ação do hormônio luteinizante na diferenciação e luteinização das células da granulosa de folículo antral presumidamente pré-ovulatório de égua in vitro.(AU)

The role of the human chorionic gonadotropin (hCG) and testosterone was evaluated in the progesterone (P4) and estradiol-17b (E2) production by granulosa cells of antral follicles from mare cultivated in vitro. The treatment (groups) with gonadotropin consisted of: 1- control (no added hormone); 2- 1 IU hCG (0.3mg/ml) and 3- 10 IU hCG (3.0mg/ml). The treatment with hCG was carried out in the presence or not of testosterone (144ng/ml). The culture medium was collected and replaced at 0.25, 3, 6, 12, 24 and 144h of culture. The concentrations of P4 and E2 were measured by radioimunoassay. Analyses of variance were used for P4 and E2, and mean of the factors were compared by the Tukey test at 5% of probability. No difference was observed between 1 and 2 groups. Treatment with 1 IU of hCG increased progesterone concentration after 24h of culture (P<0.01), only in the presence of testosterone. The concentration of estradiol increased in the presence of testosterone, reaching maximum concentration with 6h of culture (P<0.01), and reduced gradually until the observed concentration at 0.25h of culture. The addition of hCG had no effect in the synthesis of this steroid. The testosterone modulates the action of the luteinizing hormone in the differentiation and luteinization of the granulosa cells and plays important estimulator effect in the synthesis/secretion of E2 by granulosa cells in vitro of presumptive pre-ovulatory antral follicle in mare.(AU)