Use of protein kinase C and phospholipase A2 inhibitors in bovine endometrial cells treated with estradiol and calcium ionophore / Uso de inibidores de proteína quinase C e fosfolipase A2 em células endometriais bovinas tratadas com estradiol e ionóforo de cálcio

The release of endometrial prostaglandin-F2α (PGF2α) in bovine females can be induced in vivo by estradiol (E2). However, its role in this mechanism has not been clarified. We hypothesized that E2 stimulates the activity and abundance of protein kinase C (PKC) and phospholipase A2 (PLA2). Our objective in this study was to analyze the effects of PKC and PLA2 inhibitors on PGF2α synthesis induced by E2 and calcium ionophore (CI) in bovine endometrial cells (BEND cells; Experiment 1). Additionally, we evaluated the abundance of PKC and PLA2 in endometrial explants of cows treated or not with E2 17 days after estrus (D17, D0 = estrus; Experiment 2). In Experiment 1, BEND cells were submitted to a PKC inhibitor (10 µM of C25H24N4O2; bisindolylmaleimide I, or BIS I), a PLA2 inhibitor (20 µM of arachydoniltrifluoromethane or AACOCF3), or none. The BEND cells were subsequently treated with E2 and CI, and PGF2α concentrations were measured in the culture medium through radioimmunoassay. For DIF-12 (PGF2α concentration 12 h after treatment subtracted from PGF2α concentration at hour 0), no PKC inhibitor effect was observed (P= 0.2709). However, DIF-12 was lower (P < 0.05) for groups treated with the PLA2 inhibitor and PLA2 inhibitor + CI + E2 groups than the control and CI + E2 groups. Thus, AACOCF3 was an efficient PLA2 inhibitor in the BEND cells culture system, and E2 did not stimulate the synthesis of PKC and PLA2. In Experiment 2, cyclic Nellore heifers received none (n = 5) or 3 mg (n = 6) of 17ß-E2 on D17 and were slaughtered 2 h after administration. The abundance of PKC and PLA2 in the endometrial tissue was evaluated using Western blotting analysis. No E2 effect was observed on PKC (P = 0.08) and PLA2 (P = 0.56). We concluded that E2 did not stimulate the activity and abundance of PKC and PLA2.(AU)

A liberação endometrial de prostaglandina-F2α (PGF2α) em fêmeas bovinas pode ser induzida in vivo pelo estradiol (E2). Entretanto o seu mecanismo de ação ainda não foi bem esclarecido. Nossa hipótese é que o E2 estimula a atividade e a abundância da proteína quinase C (PKC) e da fosfolipase A2 (PLA2). Nosso objetivo com este estudo foi analizar os efeitos de inibidores de PKC e PLA2 na síntese de PGF2α induzida por E2 e ionóforo de cálcio (CI) em células endometriais bovinas (células BEND; Experimento 1). Adicionalmente, nós avaliamos a abundância de PKC e PLA2 em explantes endometriais de vacas tratadas com ou sem E2 17 dias após o estro (D17, D0 = estro; Experimento 2). No Experimento 1, células BEND foram submetidas ao inibidor de PKC (10 µM de C25H24N4O2; bisindolylmaleimide I, ou BIS I), e ao inibidor de PLA2 (20 µM de arachydoniltrifluoromethane ou AACOCF3) ou a nenhum inibidor. As células BEND foram subsequentemente tratadas com E2 e CI e concentrações de PGF2α foram mensuradas no meio de cultura por radioimunoenssaio. Para DIF-12 (concentração de PGF2α 12 horas depois do tratamento, subtraída da concentração de PGF2α na hora 0), não foi observado efeito do inibidor de PKC (P = 0.2709). Entretanto DIF-12 foi menor (P < 0.05) nos grupos tratados com inibidor de PLA2 e inibidor de PLA2 + CI + E2 quando comparados com o grupo controle e o grupo CI + E2. O AACOCF3 foi um eficiente inibidor de PLA2 em sistema de cultura de células BEND e o E2 não estimulou a síntese de PKC e PLA2. No Experimento 2, novilhas Nelore cíclicas receberam 3 mg de 17ß-E2 (n = 6) ou nenhum tratamento (n = 5) no D17 e foram abatidas duas horas depois da administração dos tratamentos. A quantidade de PKC and PLA2 no tecido endometrial foi avaliada pela técnica de Western Blotting. Não foi observado efeito do E2 sobre a PKC (P= 0.08) e nem sobre a PLA2 (P= 0.56). Conclui-se que o E2 não estimulou a atividade e abundância de PKC e PLA2.(AU)

Use of protein kinase C and phospholipase A2 inhibitors in bovine endometrial cells treated with estradiol and calcium ionophore / Uso de inibidores de proteína quinase C e fosfolipase A2 em células endometriais bovinas tratadas com estradiol e ionóforo de cálcio

The release of endometrial prostaglandin-F2α (PGF2α) in bovine females can be induced in vivo by estradiol (E2). However, its role in this mechanism has not been clarified. We hypothesized that E2 stimulates the activity and abundance of protein kinase C (PKC) and phospholipase A2 (PLA2). Our objective in this study was to analyze the effects of PKC and PLA2 inhibitors on PGF2α synthesis induced by E2 and calcium ionophore (CI) in bovine endometrial cells (BEND cells; Experiment 1). Additionally, we evaluated the abundance of PKC and PLA2 in endometrial explants of cows treated or not with E2 17 days after estrus (D17, D0 = estrus; Experiment 2). In Experiment 1, BEND cells were submitted to a PKC inhibitor (10 µM of C25H24N4O2; bisindolylmaleimide I, or BIS I), a PLA2 inhibitor (20 µM of arachydoniltrifluoromethane or AACOCF3), or none. The BEND cells were subsequently treated with E2 and CI, and PGF2α concentrations were measured in the culture medium through radioimmunoassay. For DIF-12 (PGF2α concentration 12 h after treatment subtracted from PGF2α concentration at hour 0), no PKC inhibitor effect was observed (P= 0.2709). However, DIF-12 was lower (P < 0.05) for groups treated with the PLA2 inhibitor and PLA2 inhibitor + CI + E2 groups than the control and CI + E2 groups. Thus, AACOCF3 was an efficient PLA2 inhibitor in the BEND cells culture system, and E2 did not stimulate the synthesis of PKC and PLA2. In Experiment 2, cyclic Nellore heifers received none (n = 5) or 3 mg (n = 6) of 17ß-E2 on D17 and were slaughtered 2 h after administration. The abundance of PKC and PLA2 in the endometrial tissue was evaluated using Western blotting analysis. No E2 effect was observed on PKC (P = 0.08) and PLA2 (P = 0.56). We concluded that E2 did not stimulate the activity and abundance of PKC and PLA2.(AU)

A liberação endometrial de prostaglandina-F2α (PGF2α) em fêmeas bovinas pode ser induzida in vivo pelo estradiol (E2). Entretanto o seu mecanismo de ação ainda não foi bem esclarecido. Nossa hipótese é que o E2 estimula a atividade e a abundância da proteína quinase C (PKC) e da fosfolipase A2 (PLA2). Nosso objetivo com este estudo foi analizar os efeitos de inibidores de PKC e PLA2 na síntese de PGF2α induzida por E2 e ionóforo de cálcio (CI) em células endometriais bovinas (células BEND; Experimento 1). Adicionalmente, nós avaliamos a abundância de PKC e PLA2 em explantes endometriais de vacas tratadas com ou sem E2 17 dias após o estro (D17, D0 = estro; Experimento 2). No Experimento 1, células BEND foram submetidas ao inibidor de PKC (10 µM de C25H24N4O2; bisindolylmaleimide I, ou BIS I), e ao inibidor de PLA2 (20 µM de arachydoniltrifluoromethane ou AACOCF3) ou a nenhum inibidor. As células BEND foram subsequentemente tratadas com E2 e CI e concentrações de PGF2α foram mensuradas no meio de cultura por radioimunoenssaio. Para DIF-12 (concentração de PGF2α 12 horas depois do tratamento, subtraída da concentração de PGF2α na hora 0), não foi observado efeito do inibidor de PKC (P = 0.2709). Entretanto DIF-12 foi menor (P < 0.05) nos grupos tratados com inibidor de PLA2 e inibidor de PLA2 + CI + E2 quando comparados com o grupo controle e o grupo CI + E2. O AACOCF3 foi um eficiente inibidor de PLA2 em sistema de cultura de células BEND e o E2 não estimulou a síntese de PKC e PLA2. No Experimento 2, novilhas Nelore cíclicas receberam 3 mg de 17ß-E2 (n = 6) ou nenhum tratamento (n = 5) no D17 e foram abatidas duas horas depois da administração dos tratamentos. A quantidade de PKC and PLA2 no tecido endometrial foi avaliada pela técnica de Western Blotting. Não foi observado efeito do E2 sobre a PKC (P= 0.08) e nem sobre a PLA2 (P= 0.56). Conclui-se que o E2 não estimulou a atividade e abundância de PKC e PLA2.(AU)

Sobrevivência in vitro de sêmen criopreservado equino e de ruminantes após indução à capacitação espermática e da reação acrossômica para aplicação na produção in vitro de embriões

O objetivo deste estudo foi determinar a eficiência de um protocolo de indução de capacitação espermática e de reação acrossômica in vitro em sêmen criopreservado de espécies mamíferas domésticas para uso na fecundação in vitro (FIV), utilizando a espécie bovina como modelo e controle. No Experimento I, comparou-se o efeito de diferentes concentrações de heparina (5, 10 e 15 UI/mL) na indução da capacitação espermática (CE) in vitro do sêmen criopreservado das espécies bovina, bubalina, ovina, caprina e equina. Também se avaliou a resposta do sêmen bovino capacitado in vitro ao cálcio ionóforo (A23187) para a indução da reação acrossômica (RA) in vitro e, por fim, este foi utilizado para a FIV de oócitos bovinos sem zona pelúcida (ZP) para avaliar as taxas de fecundação monospérmica e polispérmica. No Experimento II, avaliou-se a resposta do sêmen equino criopreservado frente a concentrações maiores de heparina (50 e 100 UI/mL) e de cálcio ionóforo (A23187) para a indução da CE e da RA in vitro. A sobrevivência dos espermatozoides após o descongelamento, a incubação, a CE e a RA, foram avaliadas pelas colorações com azul de tripano-Giemsa, e com clortetraciclina (CTC), respectivamente. No Experimento I, a espécie bovina apresentou baixa mortalidade espermática após incubação (7 a 16%) e foi responsiva ao tratamento com heparina (59 a 84%), havendo diferença nas respostas dos touros frente à heparina (p<0,05), conforme esperado. As espécies bubalina, equina e ovina não responderam aos tratamentos com heparina (<20%) e apresentaram elevada mortalidade após a incubação com heparina (18 a 77%), havendo uma correlação negativa entra as taxas de mortalidade e a proporção de espermatozoides capacitados (p<0,05; r= -0,70). Já o sêmen caprino apresentou menor mortalidade (19 a 42%) e resposta moderada à heparina (14 a 31%). A FIV de oócitos bovinos sem ZP com espermatozoides bovinos após CE e RA in vitro resultou em maiores taxas de fecundação monospérmica (40%) e menores de polispermia (2%) em comparação à FIV convencional, com oócitos com ZP (24% e 18%, respectivamente; p<0,05). No Experimento II, dois de cinco garanhões mostraram ser mais sensíveis à heparina (10 a 30%) e ao cálcio ionóforo (A23187) para a indução da RA in vitro (52 a 67%), mas com elevadas taxas de mortalidade após a incubação (49 a 74%). Contudo, o protocolo aplicado no presente trabalho resultou na indução da capacitação espermática e reação acrossômica in vitro do sêmen equino criopreservado.

This study aimed to determine the efficiency of a protocol for the induction of in vitro sperm capacitation and acrosome reaction in frozen semen of domestic species for use in in vitro fertilization (IVF) procedures, using bovine semen as control. In Experiment I, the effect of different heparin concentrations (5, 10 and 15 IU/mL) on the induction of in vitro sperm capacitation (SC) of frozen bovine, bubaline, ovine, caprine and equine semen was compared. The response of capacitated frozen bovine semen to calcium ionophore (A23187) for induction of in vitro acrosome reaction (AR) was also evaluated, being used for the IVF of zona-free bovine oocytes to assess monospermic and polyspermic fertilization rates. In Experiment II, the response of frozen equine semen to heparin (50 e 100 IU/mL) and calcium ionophore (A23187) for induction of in vitro SC and AR was evaluated. Sperm survival rates after thawing, incubation, SC AR were evaluated by trypan blue-Giemsa and by chlortetracycline (CTC) stains, respectively. In Experiment I, bovine semen had low sperm mortality after incubation (7 to 16%) and high response to heparin (59 to 84%), with bulls showing different responses to heparin. Buffalo, equine and ovine semen did not respond to heparin treatments (<20% of capacited cells) and showed high cell mortality after incubation (18 to 77%), with a negative correlation observed between mortality and the proportion of capacitated sperm cells (p<0,05; r= -0.70). Goat semen, in turn, had moderate mortality (19 to 42%) and response to heparin (14 to 31%). The IVF of zona-free bovine oocytes with in vitro acrosome reacted bovine sperm resulted in higher monospermic fertilization rates (40%) and lower polyspermia (2%) than conventional IVF using intact oocytes (24% and 18%, respectively; p<0.05). In Experiment II, two out of five stallions responded to heparin (10 a 30%) and to calcium ionophore to induce AR in vitro (52 a 67%), with high mortality rates after incubation (49 to 74%). However, the protocol used in the present study resulted in the in vitro sperm capacitation and acrosome reaction of cryopreserved equine semen.

Ações do estradiol na síntese de prostaglandina f2 em células endometriais bovinas

Em fêmeas bovinas a liberação de prostaglandina F2 (PGF2) endometrial pode ser induzida in vivo pelo estradiol (E2), entretanto, seu papel ainda não foi esclarecido. Em estudos prévios realizados pelo grupo, o tratamento com E2 in vivo duas horas antes das vacas serem abatidas no 17º dia do ciclo estral, associado à adição de cálcio ionóforo (CI) in vitro em explantes endometriais, exacerbou a síntese de PGF2 quando comparado ao grupo de vacas não tratadas com E2 e CI. O mesmo foi observado em células endometriais bovinas (BEND) expostas ao E2 e CI simultaneamente. Considerando que as concentrações plasmáticas de PGF2 aumentam a partir de 3,5 horas após da aplicação do E2 in vivo, possivelmente tais ações envolvam a síntese de proteínas. Hipotetizou-se que o E2 estimule a expressão e/ou a atividade das enzimas dependentes de cálcio, especificamente a proteína quinase C (PKC) e fosfolipase A2 citosólica (cPLA2). Assim, objetivou-se analisar o efeito dos inibidores de Proteína G, PKC e PLA2 na síntese de PGF2 induzida pelo 17-estradiol e CI em células endometriais bovinas BEND (Experimento 1), e avaliar as proteínas PKC e PLA2 e ERK 1/2, pela técnica de Western Blotting, em explantes endometriais obtidos de fêmeas bovinas abatidas 2 horas após a administração de 17-estradiol no 17o dia do ciclo estral (Experimento 2). No Experimento 1, células endometriais bovinas (BEND) foram submetidas a ausência ou presença de um inibidor de proteína G - 10µM de Guanosine 5- {B-thio) difosfato trilitium (Experimento 1A), inibidor de PKC - 10µM de C25H24N4O2 Bisindolimaleimide I (Experimento 1B) ou inibidor de PLA2 - 20µM de AACOCF3 (Experimento 1C), sendo posteriormente tratadas ou não com 17-estradiol e CI. Os tratamentos foram realizados em triplicata em um total de três repetições. As concentrações de PGF2 no meio de cultivo foram mensuradas por radioimunoensaio. No Experimento 2, novilhas Nelore cíclicas receberam os tratamentos, com 0mg (n=5) ou 3mg de 17-estradiol (n=6), ia endovenosa, 17° dia do ciclo estral e foram abatidas 2 horas após. Os explantes endometriais foram avaliados por Western Blotting para as proteínas PKC, PLA2 e ERK1/2. As análises estatísticas dos experimentos foi realizada no programa SAS (SAS Institute, 1988). No experimento 1A, observou-se efeito de repetição (P<0,001) e inibidor (P<0,01), onde os grupos tratados com inibidor da proteina G (Inibidor de Proteína G e Inibidor de Proteína G+CI+ E2 ) apresentaram DIF 12 (concentração de PGF2 com 12 horas após o tratamento subtraída da concentração de PGF2 com 0 hora) maior (P<0,01) que os grupos não tratados com o inibidor da proteína G (controle e CI+ E2 ). No experimento 1B, houve efeito de repetição (<0,001) e não houve efeito do inibidor (P=0,2709). No experimento 1C, verificou-se efeito de repetição (P<0,001) e inibidor (P<0,05). As células tratadas com o inibidor de PLA2 (grupo inibidor de PLA2 e Inibidor de PLA2 + CI + E2) apresentaram uma DIF 12 menor (P<0,05) que os grupos não tratados com o inibidor de PLA2 (controle e CI + + E2). No experimento 2, não houve efeito significativo do estradiol no aumento da proteína PKC (P=0,08), PLA2 (P=0,56) e ERK1/2 (P=0,26). Concluiu-se que, no presente estudo, o E2 não estimulou a síntese das proteínas PKC e cPLA2.

In bovine females the release of endometrial prostaglandin F2 (PGF2) can be induced in vivo by estradiol (E2), however, its role has not yet been clarified. In previous studies conducted by the group, treatment with E2 in vivo two hours before cows were slaughtered on the 17th day of the estrous cycle, associated with the addition of ionophore calcium (IC) in vitro in endometrial explants, exacerbated PGF2 synthesis when compared to group of cows not treated with E2 and CI. The same was observed in bovine endometrial cells (BEND) exposed to E2 and IC simultaneously. Considering that plasma concentrations of PGF2 increase from 3.5 hours after the application of E2 in vivo, possibly such actions involve the synthesis of proteins. E2 has been hypothesized to stimulate the expression and / or activity of calcium dependent enzymes, specifically protein kinase C (PKC) and cytosolic phospholipase A2 (cPLA2). The objective of this study was to analyze the effect of Protein G, PKC and PLA2 inhibitors on the synthesis of PG2 induced by 17-estradiol and IC in BEND bovine endometrial cells (Experiment 1), and to evaluate the proteins PKC and PLA2 and ERK 1/2 by Western Blotting technique in endometrial explants obtained from bovine females slaughtered 2 hours after administration of 17-estradiol on the 17th day of the estrous cycle (Experiment 2). In Experiment 1, bovine endometrial cells (BEND) were subjected to the absence or presence of a G-10M inhibitor of Guanosine 5'- {B-thio) diphosphate trilitium (Experiment 1A), PKC inhibitor - 10M C25H24N4O2 - Bisindolimaleimide I (Experiment 1B) or inhibitor of PLA2 - 20M AACOCF3 (Experiment 1C), and subsequently treated with or without 17-estradiol and IC. Treatments were performed in triplicate for a total of three replicates. The concentrations of PGF2 in the culture medium were measured by radioimmunoassay. In Experiment 2, cyclic Nelore heifers were treated with 0mg (n = 5) or 3mg of 17-estradiol (n = 6), intravenous at day 17 of the estrous cycle and slaughtered 2 hours later. Endometrial explants were evaluated by Western blotting for PKC, PLA2 and ERK1 / 2 proteins. Statistical analysis of the experiments was performed in the SAS program (SAS Institute, 1988). In the experiment 1A, a repetitive effect (P <0.001) and inhibitor (P <0.01) were observed, where the G protein inhibitor (Protein G Inhibitor and Protein G Inhibitor + CI + E2) treated groups showed DIF 12 (concentration of PGF 2 at 12 hours post treatment subtracted from PGF 2 concentration with 0 hour) higher (P <0.01) than the groups not treated with the G protein inhibitor (control and CI + E2). In experiment 1B, there was a repetition effect (<0.001) and there was no inhibitor effect (P = 0.2709). In the experiment 1C, there was a repetition effect (P <0.001) and inhibitor (P <0.05). The cells treated with the PLA2 inhibitor (PLA2 inhibitor group and PLA2 + CI + E2 inhibitor) had a lower DIF 12 (P <0.05) than the groups not treated with the PLA2 inhibitor (control and CI + E2). In Experiment 2, there was no significant effect of estradiol on the increase of PKC (P = 0.08), PLA2 (P = 0.56) and ERK1 / 2 (P = 0.26). It was concluded that, in the present study, E2 did not stimulate the synthesis of PKC and cPLA2 proteins.

Proteína quinase C (PKC) e proteína quinase dependente de cálcio/calmodulina (CaMK II) na ativação de oócitos bovinos / Protein kinase C (PKC) and Calcium/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII) in bovine oocyte activation

A fecundação resulta no aumento intracelular de cálcio que é necessário para a transição do oócito até o estádio de zigoto. Os eventos que ocorrem durante esta transição são caracterizados como ativação, sendo estes dependentes de cálcio. Entretanto, os eventos bioquímicos que ocorrem durante a ativação ainda não estão completamente elucidados. A proteína quinase C (PKC) e a proteína quinase dependente de cálcio/calmodulina (CaMKII), por apresentarem atividade durante a fecundação e por serem ativadas por cálcio são implicadas na regulação dos eventos da ativação. Entretanto, existem muitas dúvidas sobre o real papel destas proteínas na ativação do oócito. Deste modo, o objetivo do presente trabalho foi avaliar o papel da PKC e da CaMKII na ativação de oócitos bovinos. Para tal, oócitos bovinos maturados in vitro foram ativados partenogeneticamente (AP) com cálcio ionóforo A23187 (5μM) por 5 minutos, sendo a retomada da meiose, a organização do citoesqueleto e do retículo endoplasmático (RE) avaliada 1 hora após a ativação. No experimento 1 foi avaliado o papel da CaMKII nestes eventos. Os oócitos foram AP na presença ou ausência de 100M do inibidor de CaMKII (Autocamtide-2 Related Inhibitory Peptide, Myristoylated). A inibição da CaMKII não afetou a retomada da meiose e nem a distribuição dos RE, após a AP. Entretanto, não ocorreu a rotação do fuso meiótico no estádio de telófase II quando a CaMKII foi inibidada. Estes resultados demonstram que embora a CaMKII não tenha efeito na retomada da meiose, esta proteína participa na progressão do ciclo celular de oócitos bovinos, após a AP. No experimento 2 foi avaliado o papel da PKC em oócitos bovinos AP. Os oócitos foram ativados partenogeneticamente na presença ou ausência de 10μM do inibidor de PKC (Bisindolymaleimide I). A inibição da PKC não afetou a retomada da meiose e nem a progressão pelo ciclo celular até o estádio de telófase II. Entretanto, a organização do RE foi afetada pela inibição da PKC. Resultado semelhante foi obtido quando os oócitos foram ativados na presença de citocalasina C, um despolimerizador de filamentos de actina. O presente experimento demonstra a participação da via PKC-actina na organização do RE na ativação de oócitos bovinos

The intracellular calcium increase resulting from fertilization is necessary for oocyte transition to zygote. The events that occur during this transition are characterized as activation, which are dependent on calcium. However the biochemical events that occur during this activation are still not fully elucidated. The protein kinase C (PKC) and the calcium/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII), are involved in regulating the events of activation, since these proteins have activity during fertilization and are activated by calcium. However there are many doubts about the real role of these proteins in the oocyte activation. Thus, the objective of this study was to evaluate the role of PKC and CaMKII in bovine oocyte activation. For this purpose, in vitro matured bovines oocytes were parthenogenetically activated (PA) by using calcium ionophore A23187 (5μM) for five minutes, and the resumption of meiosis, the cytoskeleton organization and the endoplasmic reticulum (ER) organization were evaluated 1 hour post-activation. In experiment 1, were evaluated the role of CaMKII in these events. The oocytes were PA in the presence or absence of 100M of CaMKII inhibitor (Autocamtide-2 Related Inhibitory Peptide, Myristoylated). The inhibition of CaMKII did not affect the meiosis resumption and the ER after the PA. However, there was no spindle rotation at telophase II stage when the CaMKII was inhibited. These results showed that although the CamKII has no effect on resumption of meiosis, it participates in the regulation of cell cycle progression after PA of bovine oocytes. In experiment 2, was evaluated the role of PKC on PA bovine oocytes. The oocytes were parthenogenetically activated in the presence or absence of 10μM of PKC inhibitor (Bisindolymaleimide I). The PKC inhibition did not affected the resumption of meiosis and the progression through the cell cycle until the stage of telophase II. However, the ER organization was affected by PKC inhibition. A similar result was obtained when the oocytes were activated in the presence of cytochalasin C, which promotes the depolymerization of the actin filaments. The current experiment showed the participation of the PKC-actin pathway at the ER organization in the bovine oocytes activation

Evaluation of in vitro sperm capacitation with heparin and calcium ionophore in bulls / Capacitação espermática in vitro com heparina e cálcio ionóforo e sua correlação com a fertilidade em touros

The aim of this particular study was to test in vitro sperm capacitation protocols, using heparin (100mg/ml) and calcium ionophore (5mM). Propidium iodide and carboxifluorescein diacetate (IP/CFDA) in a fluorescence microscope as well as triple stain (congo red, neutral red and Giemsa) in Phase contrast microscope were used as staining. The spermatozoa were classified according to its viability (alive or dead) and acrossome integrity (damaged or intact). They were considered as follows: capacitated (alive and damaged); non capacitated (alive and not damaged) and dead (damaged or intact). The heparin group showed a ratio of 64.54% and 39.16% of capacitated spermatozoa in IP/CFDA and triple stain, respectively. In the calcium group, 36.41% and 18.11% of spermatozoa were capacitated in IP/CFDA and triple stain, respectively. Bulls were divided into 3 groups according to their fertility rates as follows: Group A 63%, Group B from 63 to 68% and Group C >; 68%. For all three groups there was significant differences (p;0.01), when observed capacitated, non capacitated and dead spermatozoa among groups A and B; A and C; B and C, using heparin and calcium ionophore in both stains. No correlation was seen between capacitation and fertility rates. Therefore heparin treatment showed better sperm capacitation rates than calcium ionophore. The IP/CFDA technique showed itself as being

O objetivo deste estudo foi avaliar os protocolos de capacitação espermática in vitro com 100 mg/ml de heparina e 5 mM de cálcio ionóforo e correlacionar a capacitação com a fertilidade in vivo. A capacitação espermática foi avaliada pela coloração com iodeto de propídio e diacetato de carboxifluoresceína e pela coloração tripla com vermelho congo, vermelho neutro e giemsa. Os espermatozóides foram avaliados quanto a viabilidade (vivos ou mortos) e a qualidade do acrossomo (lesados ou íntegros), sendo caracterizados como capacitados (vivos e lesados), não capacitados (vivos e íntegros) e mortos (lesados ou íntegros). A heparina apresentou 64,54% e 39,16% e o cálcio ionóforo 36,41% e 18,11% de espermatozóides capacitados, respectivamente, pela epifluorescência e coloração tripla. Os touros foram divididos em três grupos de fertilidade, sendo o Grupo A ;68%. Nos três grupos houve diferença significativa (p;0,01) para os espermatozóides capacitados, não capacitados e mortos entre os grupos A, B e C, tanto na epifluorescência quanto na coloração tripla para ambos capacitores (heparina e cálcio ionóforo). Não houve correlação entre os espermatozóides capacitados in vitro e a taxa de fertilidade a campo. A heparina apresentou melhor taxa de espermatozóides capacitados e a epifluorescência mostrou-se mais eficiente na detecção da capacitação espermática (p 0,01).

Caracterização da atividade antinociceptiva de peptídeos homólogos ao C-terminal da proteína S100A9 murina. Ação sobre neurônios sensoriais via canais de cálcio dependentes de voltagem do tipo N / Characterization of the antinociceptive effect of peptides homologous to the C-terminus of murine S100A9 protein. Effects on sensory neurons, via type-N voltage-dependent calcium channels

O peptídeo idêntico ao C-terminal da proteína S100A9 murina (pS100A9mH92-G110) inibe a hiperalgesia inflamatória induzida pela carragenina. Em adição, este peptídeo inibe a hiperalgesia inflamatória induzida por tripsina, uma serino protease capaz de ativar receptores ativados por protease do tipo 2 (PAR2). O objetivo inicial deste trabalho foi caracterizar a relação estrutura/ efeito do pS100A9m, a fim de determinar a menor seqüência peptídica dotada de atividade antinociceptiva. Ainda, como parte dos objetivos, neste trabalho foram investigados os mecanismos envolvidos no efeito antinociceptivo do pS100A9m e da menor seqüência ativa sobre a hiperalgesia induzida pela ativação de PAR2. Diferentes seqüências peptídicas homólogas ao pS100A9m foram sintetizadas e avaliadas em ratos submetidos ao modelo de hiperalgesia mecânica induzida por carragenina. Dentre todas as seqüências peptídicas investigadas, o peptídeo denominado AcE97-G102 foi determinado como a menor seqüência ativa com efeito semelhante ao pS100A9m. Com relação aos estudos sobre a ativação de PAR2, os resultados obtidos demonstraram que o pS100A9m bem como o AcE97-G102 inibem a hiperalgesia térmica e mecânica decorrentes da ativação de PAR2 (induzida por um peptídeo agonista deste receptor ? PAR2AP). A análise por imuno-histoquímica demonstrou que a ativação de PAR2 aumenta a expressão da proteína Egr-1 em neurônios nociceptivos, sendo o pS100A9m capaz de inibir este efeito. Em adição, ambos pS100A9m e AcE97-G102 inibiram o influxo de cálcio induzido por PAR2AP ou tripsina, em neurônios sensoriais do gânglio da raiz dorsal da medula espinhal (DRG). Por outro lado, nenhum dos peptídeos apresentou efeito sobre a mobilização de cálcio em células HEK-293, que naturalmente expressam PAR2, ou em células KNRK transfectadas com este tipo de receptor, sugerindo que o efeito tanto do pS100A9m quanto do AcE97-G102, sobre a ativação de PAR2, seja específico para neurônios sensoriais. O pS100A9m e o AcE97-G102 inibiram o influxo de cálcio nos neurônios DRG estimulados com bradicinina, capsaicina ou KCl. Ainda, o pS100A9m inibiu a liberação de substância P induzida por PAR2. Os resultados obtidos com o tratamento de neurônios DRG com tapsigaragina ou com ionóforo de cálcio sugerem um efeito direto do pS100A9m sobre os canais de cálcio. Desta forma, foi avaliada atividade do pS100A9m e do AcE97-G102 sobre culturas de células HEK-tsA transfectadas com canais de cálcio dependente de voltagem do tipo N ou do tipo L. Os resultados obtidos demonstraram que ambos peptídeos inibirem o influxo de cálcio em células transfectadas com receptores do tipo N. Em conjunto, os dados aqui obtidos demonstram que o efeito do C-terminal da proteína S100A9 murina sobre a nocicepção experimental é devido a uma inibição de canais de cálcio do tipo N, por uma ação direta em neurônios sensoriais. Ainda, a seqüência responsável por este efeito está localizada na porção E97-G102 do domínio C-terminal da proteína S100A9 murina

Peptide identical to the C-terminus of S100A9 protein (mS100A9pH92-G110) inhibits inflammatory hyperalgesia induced by carrageenan and trypsin, a serine protease that activates protease-activated receptors 2 (PAR2). The aim of this work was to characterize the relationship between structure and function of mS100A9p in order to identify the shortest peptide sequence endowed with antinociceptive effect. Furthermore, the mechanisms involved on the antinociceptive effect of both mS100A9p and the shortest homologous sequence on PAR2-induced hyperalgesia were also evaluated. Different peptide sequences homologous to mS100A9p were synthesized and evaluated in rats submitted to the carrageenan-induced mechanical hyperalgesia model. Among all evaluated sequences, the peptide AcE97-G102 was found to be the shortest sequence that showed an antinociceptive effect similar to that induced by mS100A9p. In regard to PAR2 activation, data obtained herein demonstrated that both mS100A9p and AcE97-G102 inhibit PAR2-induced mechanical and thermal hyperalgesia, induced by the selective agonist peptide ? PAR2AP. Imunohistochemical evaluation demonstrated that PAR2 activation increased Egr-1 protein expression on sensory neurons and mS100A9p inhibited this effect. In addition, both mS100A9p and AcE97-G102 inhibited PAR2- and trypsin-induced calcium influx in dorsal root ganglia neurons (DRG). On the other hand, no effect on the calcium influx of the peptides were observed on HEK-293 cells or KNRK-PAR2 transfected cells, suggesting that the effects of mS100A9p and AcE97-G102 on PAR2 activation are specific for sensory neurons. Both mS100A9p and AcE97-G102 inhibited DRG calcium flux when cells were stimulated with bradykinin, capsaicin or KCl. Also, mS100A9p inhibited PAR2-induced substance P release in DRG. Treatment of DRG with either thapsigargin or calcium ionophore suggest a direct effect of mS100A9p on calcium channels. To evaluate this hypothesis the effects of mS100A9p and AcE97-G102 were evaluated on N-type or L-type voltage-dependent calcium channel transfected HEK-tsA cells. Both peptides inhibited calcium influx of N-type transfected cells. In conclusion, data presented herein demonstrate that the C-terminus of murine S100A9 protein inhibits experimental nociception through a block of N-type voltage-dependent calcium channels, directly on sensory neurons. Also, the domain involved in this effect is localized on the sequence E97-G102 of the C-terminus of murine S100A9 protein

Mecanismos endócrinos e moleculares pelos quais o estradiol estimula a síntese de prostaglandina F2α no endometrial em fêmeas bovinas / Endocrine and molecular mechanisms by which estradiol stimulates endometrial prostaglandin F2α synthesis in the cow

O estradiol (E2) é requerido para a luteólise de fêmeas bovinas e injeções de E2 estimulam a liberação de prostaglandina F2α (PGF2α). É possível que o E2 estimule a síntese e/ou a atividade de moléculas envolvidas na cascata geradora de PGF2α, como enzimas e receptores para outros ligantes. O cálcio é um conhecido cofator para a proteína quinase C e fosfolipase A2, enzimas envolvidas na produção PGF2α. O objetivo geral desse estudo foi investigar os mecanismos endócrinos e moleculares estimulados pelo E2 durante a luteólise. No experimento 1, vacas holandesas não lactantes foram tratadas com 3mg de E2 nos dias 13 (n=2), 15 (n=2), 17 (n=3) e 19 (n=5) do ciclo estral e a produção de PGFM (metabólito plasmático da PGF2α) mensurada por radioimunoensaio. Concluiu-se que a administração de E2 no 17º dia do ciclo estral constitui um modelo experimental adequado para determinar os mecanismos envolvidos na síntese de PGF2α. O experimento 2, foi realizado para investigar o papel do E2 na cascata produtora de PGF2α. Novilhas cruzadas de corte, cíclicas, não lactantes, foram pareadas no dia 17 de um ciclo estral sincronizado, injetadas com 0 (n=6) ou 3mg de E2 (n=7) e abatidas 2 horas após. Explantes endometriais foram tratados com os seguintes estimuladores da síntese de PGF2α: ionóforo de cálcio (CI), melitina ou ocitocina. Explantes foram incubados em quadruplicata e amostras de meio foram coletadas imediatamente e 60 minutos após o início da cultura. As concentrações de PGF2α foram mensuradas por radioimunoensaio. Explantes endometriais tratados in vitro com CI tiveram um incremento na síntese de PGF2α de 48,41% quando foram previamente tratados com o E2 (P≤0,01). No experimento 3, células endometriais bovinas (células BEND) foram tratadas com 0, 10-7, 10-6 ou 10-5M CI por 12h em triplicata, em três experimentos independentes. As concentrações de 10-6 e 10-5M de CI estimularam a produção de PGF2α em comparação às outras concentrações (P≤0,05). No experimento 4, células BEND receberam 0 ou 10-13M E2 e 0 ou 10-6M CI em um arranjo fatorial 2 x 2, durante 12h em triplicata, em três experimentos independentes. A produção de PGF2α foi de 33,1; 32,5; 92,4 e 145,6 (EPM: 21,8) pg/mL para células não tratadas, tratadas com E2, CI e E2 + CI, respectivamente. Houve uma tendência do tratamento com CI estimular a produção de PGF2α (P≤0,08), entretanto, na presença de E2 o CI estimulou significativamente a síntese de PGF2≤ (P≤0,01). Conclui-se que em fêmeas bovinas o E2 potencializou os efeitos do CI na síntese de PGF2α endometrial. Propõe-se que o E2 ativa a síntese de enzimas que, estimuladas pelo cálcio, atuam na síntese de PGF2α endometrial

Estradiol (E2) is required for luteolysis in bovine female and E2 injections stimulate prostaglandin F2α (PGF2α) release. It is possible that E2 stimulates synthesis and/or activity of molecules in the cascade of PGF2α production, such as enzymes and receptors to other ligands. Calcium is a known cofactor for protein kinase C and phospholipase A2, enzymes involved in PGF2α production. The main goal of this study was to investigate endocrine and molecular mechanisms stimulated by E2 during luteolysis. In experiment 1, non-lactating Holstein cows were treated with 3mg E2 on days 13 (n=2), 15 (n=2), 17 (n=3) or 19 (n=5) of the day estrous cycle and production PGFM (a PGF2α plasma metabolite) was evaluated by radioimmunassay. It was concluded that E2 administration on day 17 of the cycle was an adequate experimental model to determine mechanisms involved in endometrial PGF2α synthesis. Experiment 2 was designed in order to investigate the role of E2 in the enzymatic cascade of PGF2α production. Cyclic, cross-bred beef heifers were paired on day 17 of a synchronized estrous cycle, injected with 0 (n=6) or 3mg of E2 (n=7) and slaughtered after two hours. Endometrial explants were treated with stimulators of the cascade of PGF2α synthesis, i.e., calcium ionophore (CI), melittin or oxytocin. Explants were incubated in quadruplicate and medium samples were collected immediately and 60min after to begin culture. The concentrations PGF2α were measured by radioimmunoassay. Endometrial explants in vitro treatment with CI production the PGF2α was 48,41% higher in from cows treated with E2 (P≤0,01). In experiment 3, bovine endometrium cells (BEND cells) were treated with 0, 10-7, 10-6 or 10-5M CI for 12h in triplicate, in three independent experiments. The 10-6 and 10-5M concentrations of CI stimulated production of PGF2α in comparison to other concentrations (P≤0,05). In experiment 4, BEND cells received 0 or 10-13M E2 and 0 or 10-6M CI in a 2 x 2 factorial arrangement, for 12h in triplicate cultures in three independent experiments. Production of PGF2α was 33.1, 32.5, 92.4 and 145.6 (pooled SEM: 21.8) pg/mL for cells treated with nothing, E2, CI and E2 + CI, respectively. Treatment with CI alone tended to stimulate PGF2α production (P≤0,08), however, in the presence of E2, CI significantly stimulated PGF2α synthesis (P≤0,01). It was concluded that in bovine female the E2 improved the CI effects in endometrial PGF2α synthesis. It proposes that E2 active the enzyme synthesis that, calcium stimulated, actuate in endometrial PGF2α synthesis

Estudo do efeito das condições de manipulação do sêmen de jaguatiricas (Leopardus pardalis, Linnaeus, 1758) sobre a capacitação e a integridade morfológica e funcional dos espermatozóides / Study of the effect of ocelot (Leopardus pardalis; Linnaeus, 1758) semen manipulation on capacitation and on morphological and functional integrity of spermatozoa

O presente estudo visou investigar o efeito da refrigeração do sêmen da jaguatirica sobre o Índice de Motilidade Espermática [IME=(%M+MPx5)/2; %M = proporção de espermatozóides móveis; MP = motilidade progressiva], integridade acrossomal (IA) e capacitação espermática; assim como avaliar a eficácia da técnica FITC-PNA/IP na avaliação simultânea da viabilidade espermática (VE) e IA. Sete jaguatiricas foram eletroejaculadas, sendo utilizados apenas ejaculados (n=16) apresentando %M>=60% e MP>=3. Avaliou-se a IA por meio da Coloração Simples. Os ejaculados foram diluídos 1:1 na Variante do Diluente de PLatz e submetidos aos Protocolos de Transporte: Temperatura Ambiente e Refrigeração, - 0,23ºC/min, (Experimento 1); ou apenas Temperatura Ambiente (Experimentos 2 e 3). Após 2h, as alíquotas foram reaquecidas, reavaliando-se os parâmetros observados antes do transporte. Os espermatozóides foram lavados por centrifugação em meio F10 de Ham, ressuspensos nesse meio e processados conforme o experimento: (1) após pré-incubação (38ºC; 5%CO2) durante 0, 1, 2 e 4 horas, foram retiradas alíquotas a cada intervalo para serem incubadas (30 min) na ausência e na presença do cálcio ionóforo A23187 (Ca2+Ion) (1mM), avaliando-se IA e IME; (2) após pré-incubação por 0, 1 e 2h, foram incubadas alíquotas na ausência e presença de 1 e 2mM de Ca2+Ion, avaliado-se IA e IME; (3) pré-incubados por 9h, sendo retiradas alíquotas a cada hora, para as avaliações da IA e VE, (a) separadamente através da Coloração Simples e do IME, ou (b) simultaneamente através da técnica FITC-PNA/IP. A refrigeração causou declínio (p<0,02) da IA (71,0%) e IME (67,1), em comparação aos valores observados antes do transporte (88,5%; 85,4), enquanto a manutenção das amostras à temperatura ambiente não afetou (p>0,1) essas variáveis (84,8%; 76,4). Dentre as amostras refrigeradas, aquelas expostas ao Ca2+Ion sofreram redução (p<0,01) na IA (52,4%) frente ao controle (55,56%). Já nas amostras transportadas à temperatura ambiente, não foi observada diferença (p>0,1) entre os grupos com e sem ionóforo (64,41% vs. 63,87%). Quando analisados os tempos separadamente, o único tratamento em que houve efeito (p<0,05) do Ca2+Ion sobre a IA foi aquele refrigerado e pré-incubado por 2h. Foi verificada redução (p<0,05) nos valores de IME e IA devida à simples incubação, mesmo na ausência do Ca2+Ion. A concentração de 2µM dessa substância foi mais efetiva na indução da reação acrossômica que 1µM. Apesar dos fluorocromos FITC-PNA/IP terem se ligado aos espermatozóides, nas regiões esperadas, a proporção de células marcadas variou aleatoriamente durante pré-incubação, sem correlação (p>0,1) com IME. A IA avaliada pela Coloração Simples apresentou correlação positiva (r=0,77; p<0,0001) com IME, decrescendo (p<0,0001) durante pré-incubação. A refrigeração mostrou-se desvantajosa frente à manutenção do sêmen à temperatura ambiente, pois foi deletéria à função e às membranas dos espermatozóides. A refrigeração tornou-os capazes de responder ao estímulo do Ca2+Ion, característica observada nos espermatozóides capacitados. O ensaio de reação acrossômica induzida pelo Ca2+Ion deve ser aperfeiçoado para permitir avaliação acurada da capacitação espermática na jaguatirica. A Coloração Simples associada à avaliação do IME foi mais eficiente e menos laboriosa, frente á técnica FITC-PNA/IP, na avaliação da IA e VE

This study aimed to investigate the effect of ocelot semen refrigeration on Sperm Motility Index [SMI=(%M+PMx5)/2; %M = proportion of motile spermatozoa ; PM = Progressive Motility], acrossomal integrity (AI) and sperm capacitation. Another objective was to evaluate the FITC-PNA/IP technique efficacy on evaluating simultaneously sperm viability (SV) and AI. Five ocelots, were electroejaculated, the semen was evaluated and only ejaculates (n=16) presenting %M>=60% and PM>=3 were used. Sperm AI was evaluated using Fast Green / Rose Bengal staining (FGRB). The ejaculates were diluted 1:1 in Platz Diluent Variant and subjected to the transportation protocols: Room Temperature and Cooling, -0.23ºC/min, (experiment 1); or only Room Temperature (experiments 2 and 3). After 2 hours, the aliquots were rewarmed and samples were taken to re-evaluate the parameters observed before the transport. The spermatozoa were washed in Hams F10 medium, ressuspended in fresh medium and processed differently, according the experiment: (1) after pre-incubation (38ºC; 5%CO2) during 0, 1, 2 and 4 hours, samples were taken at each time point to be incubated in the absence and presence of 1mM calcium ionophore A23187 (Ca2+Ion), SMI and AI were evaluated; (2) after pre-incubation during 0, 1 and 2h, aliquots were incubated in the absence and presence of 1 and 2 mM Ca2+Ion; SMI and AI were evaluated; (3) after pre-incubation during 9h, aliquots were taken every hour to compare the evaluation of SV and AI (a) separately by the FGRB staining and SMI or (b) simultaneously by the FITC-PNA / IP technique. Cooling caused decline (p<0.02) on AI (71.0%) and SMI (67.1), when compared to values observed before transportation (88.5%; 85.4). Maintenance at room temperature didnt affect (p>0.1) these variables (84.8%; 76.4). Among cooled samples, spermatozoa exposed to Ca2+Ion showed smaller (P<0.01) AI value (52.4%) compared to the group incubated without that substance (55.56%). For samples transported at room temperature, it wasnt observed difference (P>0.05) between the groups with and without ionophore (64.41% vs. 63.87%). When time intervals were analysed separately, the only treatment in which there was effect (p<0,05) of Ca2+Ion on AI was the group refrigerated and pre-incubated for 2h. There was a reduction (p<0,05) on SMI and AI due simply to incubation, even in the absence of Ca2+Ion. The 2µM concentration of this substance was more effective to induce acrosome reaction than 1µM. FITC-PNA and IP fluorocromes bound spermatozoa at the expected sites. However, proportion of marked cells varied randomly during pre-incubation, and didnt correlate (p>0,1) with SMI. IA evaluated by FGRB staining showed positive correlation (r=0,77; p<0,0001) with SMI, decreasing (p<0,0001) during incubation. Cooling was disadvantageous compared to maintaining semen at room temperature, since it was deleterious to spermatozoa membranes and function, and made those cells capable to answer the Ca2+Ion challenge, a characteristic observed in capacitated spermatozoa. Ca2+Ion induced acrosome reaction assay must be improved to allow accurate evaluation of sperm capacitation on ocelots. FGRB staining associated to SMI evaluation was more efficient and easier to perform, than FITC-PNA/IP technique, for AI and SV investigation