Sperm-borne miR-216b modulates cell proliferation during early embryo development via K-RAS.

Semen fertilizing potential is dependent upon the morphological, functional and molecular attributes of sperm. Sperm microRNAs (miRNAs) were recently shown to hold promise regarding their association with different fertility phenotypes. However, their role in fertility regulation remains to be determined. We postulated that sperm miRNAs might regulate early embryonic development. From this perspective, sperm quality and 380 sperm miRNAs were investigated in frozen-thawed semen from high (HF; 54.3 ± 1.0% pregnancy rate) and low (LF; 41.5 ± 2.3%) fertility bulls. Out of nine miRNAs that showed different levels in sperm cells, miR-216b was present at lower levels in HF sperm cells and zygotes. Among miR-216b target genes (K-RAS, BECN1 and JUN), K-RAS, related to cell proliferation, revealed a higher level in HF two-cell embryos. First cleavage rate, blastocyst cell number and division number were also higher in HF. In addition, by using a model based on polyspermy embryos, we demonstrated an increase in miR-216b levels in zygotes associated with sperm cell entry. Our results shed light on a possible mechanism of paternal contribution involving sperm-borne miR-216b that modulates levels of miR-216b in zygotes and K-RAS in two-cell embryos. This modulation might regulate early development by interfering with the first cleavage and blastocyst quality.

Impact of hormonal modulation at proestrus on ovarian responses and uterine gene expression of suckled anestrous beef cows.

BACKGROUND: This study evaluated the impact of hormonal modulation at the onset of proestrus on ovarian response and uterine gene expression of beef cows. METHODS: A total of 172 anestrous beef cows were assigned to one of four groups according to the treatment with estradiol cypionate (ECP) and/or equine chorionic gonadotropin (eCG) [CON (n = 43), ECP (n = 43), eCG (n = 44) and ECP + eCG (n = 42)]. RESULTS: ECP-treated cows (ECP and ECP + eCG groups) presented greater occurrence of estrus (44.6% vs. 65.4%; P = 0.01) and pregnancy per AI [47.1% vs. 33.3%; P = 0.07], but similar progesterone (P4) concentration at subsequent diestrus than cows not treated with ECP (CON and eCG groups). Nonetheless, eCG-treated cows (eCG and ECP + eCG groups) presented larger follicle at timed AI (12.6 ± 0.3 vs. 13.5 ± 0.3 mm; P = 0.03), greater ovulation rate (96.5% vs. 82.6%; P = 0.008) and greater P4 concentration at d 6 (3.9 ± 0.2 vs. 4.8 ± 0.2 ng/mL; P = 0.001) than cows not treated with eCG (CON and ECP groups). Next, cows with a new corpus luteum 6 d after TAI were submitted to uterine biopsy procedure. Uterine fragments [CON (n = 6), ECP (n = 6)] were analyzed by RNA-Seq and a total of 135 transcripts were differentially expressed between groups (73 genes up-regulated by ECP treatment). Subsequently, uterine samples were analyzed by qPCR (genes associated with cell proliferation). ECP treatment induced greater abundance of PTCH2 (P = 0.07) and COL4A1 (P = 0.02), whereas suppressed EGFR (P = 0.09) expression. Conversely, eCG treatment increased abundance of HB-EGF (P = 0.06), ESR2 (P = 0.09), and ITGB3 (P = 0.05), whereas it reduced transcription of ESR1 (P = 0.05). Collectively, supplementation with ECP or eCG at the onset of proestrous of anestrous beef cows influenced ovarian responses, global and specific endometrial gene expression. CONCLUSION: Proestrus estradiol regulate the endometrial transcriptome, particularly stimulating proliferative activity in the endometrium.

Manifestation of estrous behavior and subsequent progesterone concentration at timed-embryo transfer in cattle are positively associated with pregnancy success of recipients.

Plasma estradiol and progesterone (P4) concentrations during the peri-ovulatory period are positively correlated with pregnancy success in cattle. The aims of this study were to assess the effects of estrus occurrence and early diestrus P4 concentrations on pregnancy per timed-embryo transfer (P/TET). A total of 267 crossbred beef heifers [222 with corpus luteum (CL) and 45 without a CL but with a follicle >8mm at beginning of the estrous synchronization protocol) received an intra-vaginal P4 device and intramuscular administration of estradiol benzoate. Progesterone devices were removed 8 days later (Day 0), and heifers received d-cloprostenol, eCG and estradiol cypionate. Estrous behavior was monitored twice daily for 3 days after P4 device removal. Plasma P4 concentration was measured by radioimmunoassay at Day 7 and Day 9. At Day 9, heifers with a CL (n=236; i.e. submission rate of 85.5%; 236/276) undergoing TET received an in vitro-produced embryo. Heifers expressing a standing behavioral estrus had a greater P/TET than heifers that did not express a standing estrus [62.4% (106/170) compared with 47.0% (31/66)]. The probability of pregnancy was positively correlated with plasma P4 concentration at TET. When heifers were grouped by quartiles of P4 concentration at TET (Q1=0.64±0.16, Q2=1.70±0.04, Q3=2.90±0.07 and Q4=5.52±0.27ng/mL) the P/TET were 45.8% (Q1; 27/59)(c), 52.25% (Q2; 31/59)(bc), 66.1% (Q3; 39/59)(ab) and 67.8% (Q4; 40/59)(a). Additionally, heifers that became pregnant had greater P4 concentrations at TET (2.87±0.16ng/mL; n=137) than heifers that did not become pregnant (2.45±0.24ng/mL; n=99). No statistical difference was observed regarding P4 concentrations on Day 7, regardless of standing estrus or pregnancy status. In cattle, manifestation of estrous behavior and plasma P4 concentration at TET increase the probability of pregnancy in in vitro-produced embryo recipients.

In vitro oocyte transport through the oviduct of buffalo and crossbred beef cows / Transporte de oócitos in vitro através do oviduto de búfalas e vacas de corte cruzadas

The present study was conducted to verify if the elevation of plasma concentrations of estradiol during superovulatory treatments affects the oocyte transport in buffalo females, as well as if the inferior quality of buffalo oocytes and/or some functional difference on the oviduct of these animals is responsible for the low embryo recovery rate in superovulated buffaloes when compared to cows subjected to the same treatment. Oviducts of 10 buffaloes and 15 of cows, treated to induce a single ovulation were used. The oviducts were placed on Petri dishes and received the following treatments: 5 buffalo oocytes with no E2 (G-BufBuf and G-BovBuf), 5 bovine oocytes with no E2 (G-BufBov and G-BovBov), 5 buffalo oocytes with E2 (G-BufE2Buf and G-BovE2Buf) and 5 bovine oocytes with E2 (G-BufE2Bov and G-BovE2Bov; factorial 2x2x2). Oocytes were incubated for 24h. Subsequently, oviducts were washed and oocytes were recovered and counted. Since no interactions were found between E2 treatment, oviducts and oocytes species, main effects were analyzed separately. Recovery rate and number of oocytes was higher on cattle compared to buffaloes (35.0+8.6% and 1.4+0.3 vs. 10.0±4.6% and 0.5±0.2, respectively; p<0.05); no effect of E2 treatment was observed on recovery rate and number of oocytes (29.8±9.0% and 1.3±0.4 vs. 16.9±6.1% and 0.7±0.2, respectively; p>0.05); the number of buffaloes and bovine oocytes recovered were similar (1.4±0.4 and 0.6±0.2, respectively; p>0.05). Oocytes recovery rate showed a trend (P=0.07) to be higher when buffalo oocytes were implanted when compared to bovine oocytes (35.2±9.2% vs. 12.9±5.4%). Present results suggest that oocyte transport by the oviduct of buffaloes and bovine was not dependent on oocytes species or E2 supplementation to the culture medium.

O presente estudo foi realizado para verificar se a elevação das concentrações plasmáticas de estradiol durante os tratamentos superovulatórios afeta o transporte dos oócitos em fêmeas bubalinas, bem como se a qualidade inferior dos oócitos de búfalos e/ou alguma diferença funcional no oviduto destes animais é responsável pela baixa taxa de recuperação de embriões em búfalas superovuladas quando comparadas a vacas submetidas ao mesmo tratamento. Foram utilizados 10 ovidutos de búfalas e 15 de vacas, tratadas para a indução de ovulação única. Os ovidutos foram colocados em placas de Petri e receberam os seguintes tratamentos: sem E2 e inseridos com 5 oócitos de búfalas (G-BufBuf e G-BovBuf); sem E2 e com 5 oócitos de vacas (G-BufBov e G-BovBov); com E2 e com 5 oócitos de búfalas (G-BufE2Buf e G-BovE2Buf); e com E2 e com 5 oócitos de vacas (G-BufE2Bov e G-BovE2Bov; fatorial 2x2x2). Posteriormente, foram incubados por 24h e, após esse período, foram lavados para a recuperação e contagem dos oócitos. Como não foi verificado efeito de interação, foram analisados os efeitos principais. O número e a taxa de recuperação de oócitos foi maior em ovidutos de vacas que de búfalas (1,4±0,3/35,0±8,6% vs. 0,5±0,2/10,0±4,6%; P<0,05). Foi verificado que o tratamento com ou sem E2 não interferiu no número e na taxa de recuperação de oócitos (1,3±0,4/29,8±9,0% vs. 0,7±0,2/16,9±6,1%; P>0,05). Não foi verificada diferença no número de oócitos de búfalas ou de vacas recuperados (1,4±0,4 e 0,6±0,2; P>0,05). Observou-se também que houve tendência (P=0,07) de maior taxa de recuperação de oócitos de búfalas que de vacas (35,2±9,2% vs. 12,9±5,4%). Os dados são indicativos de que o transporte de oócitos pelo oviduto de búfalas e de vacas independe da espécie do oócito e não é influenciado pelo E2.

Produção in vitro de embriões bovinos com soro de égua ou de vaca em estro com ou sem a adição de LH/FSH / In vitro production of bovine embryos with oestrus mare's serum or oestrus cow serum with or without LH/FSH

Mil duzentos e setenta e um oócitos foram divididos em 4 tratamentos com a finalidade de se avaliar a influência da adição de LH e FSH na produção in vitro de embriões bovinos com soro de vaca em estro (SVE) ou soro de éguas obtido no 1º dia do estro (SE). Independente do tratamento os oócitos foram maturados com TCM199 + 5,95mg/ml de Hepes, 0,025mg/ml de piruvato de sódio e 2,2mg/ml de bicarbonato de sódio, sendo adicionado 10 por cento de soro de égua (ES), 10 por cento de SVE (VS), 10 por cento de soro de égua + 0,5mg/ml de hormônio luteinizante bovino (LHb) + 0,01UI/ml de hormônio folículo estimulante recombinante humano-rFSHh (EH) e 10 por cento SVE + LHb + rFSHh (VH). Os oócitos assim tratados, foram maturados em estufa com 5 por cento de CO2 a 39ºC sob umidade saturada por 22-24h. Depois, foram fecundados em TALP-FERT por 18-20h e cultivados por 8 dias em meio SOF + 5 por cento de SE (ES e EH) ou SVE (VS e VH). As taxas de clivagem de 72 por cento obtidas no grupo VH (229/316) e 61 por cento no grupo VS (193/315) foram significativamente menores (p<0,05) que as dos grupos ES (80 por cento - 254/317) e EH (80 por cento - 257/323). A produção de embriões (blastocistos iniciais, blastocistos, blastocistos expandidos e eclodidos) no D7 após a inseminação para os grupos ES (32 por cento), EH (28 por cento) e VH (27 por cento), foi significativamente superior aos 20 por cento obtidos no VS (p<0,05). No D9, verificou-se uma diferença significativa (p<0,05) entre os grupos ES (31 por cento) e EH (29 por cento) quando comparados com o grupo VS (22 por cento), mas não houve diferença quando comparamos com o VH (24 por cento). A taxa de eclosão em D9 foi de 11 por cento (ES), 11 por cento (EH), 10 por cento (VS) e 5 por cento (VH). Não houve diferença entre as médias do número de células dos embriões (Blastocistos expandidos e eclodidos) obtidos no D9. Conclui-se, com estes resultados que, para a obtenção de taxas regulares de blastocistos, não seja necessária a adição de hormônios quando se utilize o soro de égua, e que os hormônios devam ser adicionados quando se utilize soro de vaca.

Produção in vitro de embriões bovinos em tubos sem controle da atmosfera gasosa / In vitro production of bovine embryo in tubes without gaseous atmosphere control

Com a maior utilização da OPU existe a necessidade de encontrar alternativas para iniciar as primeiras fases da PIV sem controle da atmosfera. O desenvolvimento de um método prático e simples de transporte/maturação/fecundação permitiria maior eficiência do laboratório e diminuição dos custos de produção. O objetivo deste estudo foi desenvolver um método de maturação e fecundação para complexos cumulus oócitos (CCO) em tubos de polipropileno sem gaseificação, mantidos em banho-maria. A maturação in vitro em estufa foi conduzida em TCM-199 modificado (controle) enquanto que para os tratamentos em banho-maria, em tubos, o meio foi acrescido de 25mM de N-2-hidroxietilpiperazina-N'-2-ácido etanosulfônico (HEPES). Na fecundação in vitro dos oócitos em tubos, os CCO foram mantidos em banho-maria a 39ºC em Talp-Fert, acrescido de HEPES em concentrações entre 10mM a 28,7 mM por 10 a 18 horas, sob óleo mineral. O cultivo realizou-se em placas em bolsas gaseificadas com meio SOFaaci com soro de vaca em estro (SVE), sob óleo mineral, em estufa com 5,00 por centoCO2 , 5,00 por centoO2 e 90,00 por cento de N2 a 39ºC, por 9 dias. Verificou-se que CCO maturados por 24h em tubos não gaseificados, mantidos em banho-maria também podem ser fecundados em meio Talp-Fert com 25 mM de HEPES, em tubos não gaseificados, mantidos em banho-maria durante 10 horas. As taxas de clivagem, blastocistos em D7 e D9 em tubos não gaseificados foram semelhantes (P>0,05) aos procedimentos em estufa. A fecundação em Talp-Fert com 10 mM a 28,7 mM de HEPES em tubos mantidos em banho-maria prejudica o desenvolvimento embrionário quando conduzida por 18 horas.