Função e regulação de membros da família TGF beta no crescimento folicular final e ovulação em bovinos

RESUMO

A foliculogênese antral culmina com a ovulação, sendo controlada primariamente por mecanismos endócrinos bem estabelecidos. Após a emergência folicular, em espécies monovulares, apenas um folículo é selecionado para continuar o desenvolvimento, enquanto que os demais entram em processo de atresia. Uma vez que todos os folículos encontram-se sob o mesmo ambiente endócrino, fica evidente que fatores produzidos no ovário são reguladores do crescimento e da diferenciação folicular. Neste contexto, destacam-se fatores pertencentes à superfamília dos fatores de crescimento transformantes beta (TGF-) e seus receptores. Apesar da grande relevância, a real função dos TGF- na fisiologia ovariana ainda é desconhecida. Desta forma, o presente estudo teve por objetivo avançar no entendimento da função e regulação de fatores locais no ovário bovino, avaliando a função do fator de crescimento e diferenciação 9 (GDF9) no crescimento folicular final. Além disso, testou-se a hipótese de que os membros da família TGF-, em especial as proteínas morfogenéticas ósseas (BMPs) e seus receptores, são regulados durante o processo de luteinização e ovulação em bovinos. A injeção intrafolicular de GDF9 nas concentrações finais de 100 ou 1000ng/mL não teve efeito sobre o crescimento folicular final, manifestação de estro e ovulação (P>0,05). Nas células da granulosa de folículos pré-ovulatórios (>12 mm), a expressão de RNAm das BMPs 1 e 4 não foi regulada pela aplicação i.m. de GnRH (hora 0), enquanto que a expressão de BMP2 aumentou significativamente 3 e 6 horas após (P<0,05). A expressão de RNAm dos receptores BMPR2 e TGFBR1 nas células da granulosa aumentou significativamente 12h após tratamento com GnRH. Os receptores BMPR1A e 1B foram mais expressos no momento do tratamento, diminuindo 3 e 6 h após, apresentando uma elevação às 12h, diminuindo novamente nas 24h. Houve uma correlação negativa entre a expressão dos receptores TGFBR1 (R2=0,46), BMPR1A (R2=0,5) e 1B (R2=0,5) e os níveis intrafoliculares de progesterona. Coletivamente, os dados sugerem que a elevação nos níveis de GDF9 em folículos diferenciados não altera o destino dos mesmos. A expressão da BMP2 sugere uma participação no processo de luteinização/ovulação enquanto que a expressão dos receptores sugere uma inibição no processo de luteinização. A elucidação do papel dos fatores locais na fisiologia ovariana pode contribuir com o entendimento de processos patológicos e no desenvolvimento de tecnologias que tenham por finalidade a contracepção ou o aumento da taxa ovulatória.

ABSTRACT

Antral follicle development culminates with ovulation, being mainly controlled by well-established endocrine mechanisms. After follicular emergence, in monovulatory species, only one follicle is selected to grow whereas all the others undergo atresia. During these processes, all the follicles are under the same endocrine environment, indicating the participation of locally produced factors in the regulation of follicular growth and differentiation. In this context, the involvement of transforming growth factors-beta (TGF-) family members and their receptors is highlighted. Despite their relevance, the real functions of TGF- proteins in ovarian physiology is still poorly understood. In this regard, the aim of this study was to gain insight into the function and regulation of ovarian factors, investigating the function of growth and differentiation factor 9 (GDF9) during dominant follicle growth. Furthermore, we tested the hypothesis that TGF- members, especially bone morphogenetic proteins (BMPs) and their receptors are regulated during luteinization and ovulation processes in cattle. The intrafollicular injection of GDF9 at final concentrations of 100 and 1000ng/mL did not affect follicular growth, estrus manifestation and ovulation (P>0.05). In granulosa cells from preovulatory follicles (>12mm), mRNA expression of BMPs 1 and 4 was not regulated after i.m. administration of GnRH (0h), while the BMP2 expression was significantly upregulated at 3 and 6h (P<0.05). The mRNA expression of BMPR2 and TGFBR1 in granulosa cells increased 12h after GnRH treatment (P<0.05). The receptors BMPR1A and 1B were more expressed at the moment of GnRH injection, decreasing at 3 and 6h, increasing at 12h and decreasing again at 24h. There was a negative correlation between mRNA expression of TGFBR1 (R2=0.46), BMPR1A (R2=0.5) and 1B (R2=0.5) and intrafollicular progesterone levels. Collectively, the results suggest that increasing the levels of GDF9 in differentiated follicles does not affect their fate. BMP2 expression pattern suggests an involvement in luteinization/ovulation processes, whereas the expression of TGF- receptors suggests an inhibitory action during luteinization. Elucidating the functions of local factors in ovarian physiology would allow to better understand pathological processes and the development of technologies aiming contraception or, paradoxally, increasing ovulation rates.