22 research outputs found
Reversible Histone Acetylation During Preimplantation Embryo Development in Mammals
No full textHistone acetylation is an epigenetic modification responsible for changes in chromatin architecture, accessibility, and ultimately gene expression. At the onset of a new life, when the fully differentiated parental genomes fuse together to generate a new totipotent cell, the gametes' epigenetic program must be erased, and new ones are progressively installed. Together with other epigenetic modifications, histone acetylation participates in the early events of embryogenesis, undergoing dynamic changes that involve several amino acid residues on different histone proteins. By analyzing studies that followed these changes during the preimplantation development in different mammals, we identified critical windows of acetylation/deacetylation in relation to the oocyte-to-zygote transition, the activation of the embryonic genome, and the specification of cell lineages, all crucial events for early embryo development, the establishment of pluripotent embryonic tissue, and ultimately of a multicellular organism.Finally, this survey points out the possibility that while contributing to the necessary plasticity of the embryonic stem cells, the reversibility of histone acetylation/deacetylation patterns renders this mechanism prone to be hijacked by environmental conditions, such as maternal diet or pollutants, leading to the alterations of epigenetic marks that can be potentially transmitted to the daughter cells and up to adulthood
Resilience of preimplanta0on bovine embryos to the availability of energy substrates
No full textExposure to metabolic stress during fetal life increases the suscep0bility to metabolic diseases in adulthood. This no0on is supported by epidemiological and experimental evidences that led to the theoriza0on of the Developmental Origins of Health and Disease. The adap0ve mechanisms the embryo/fetus puts in place to cope with intra-uterine stressors is defined developmental plas0city and entails the capacity of one genotype to generate several phenotypes in response to a different environment. To capture the main molecular events of developmental plas0city, we monitored the gene expression of bovine blastocysts exposed in vitro to a mild metabolic challenge. With preliminary experiments we standardized the experimental model to remove sources of variability, such as serum, embryos of different sex, and blastocyst at different stages. Then metabolic challenges were administered by varying the content in energe0c substrates of the culture medium. Three energe0c levels, containing 0.5, 1.0, and 1.5-fold increase in energe0c substrates, were selected based on the absence of apparent changes in preimplanta0on embryo development, evaluated by blastocyst rate, distribu0on of blastocyst morphology (early, expanded, hatch-ed/ing), number of cells composing the blastocyst, and paWern of cell lineage specifica0on. Genome-wide analysis revealed minimal differences in gene expression among the three groups, likely exposing key regulatory genes whose differen0al expression allowed the adapta0on to the changing metabolic environment. Two dis0nct expression paWerns were observed for these genes: progressive upregula0on and progressive downregula0on along with the increasing energe0c availability. The lack of substan0al differences seems in line with the general observa0on that offspring born aZer a mild intra-uterine exposure to metabolic stress have normal physiological and biochemical parameters un0l later in life, while a generalized disrup0on of gene expression would probably impact embryo/fetal/early post-natal life rather than induce a late onset of the disease. Nevertheless, if metabolic stress experienced during preimplanta0on development were to commit a late phenotype, some kind of mark shall be established at this stage. A possible answer to this ques0on came from the analysis of transcript isoforms. Using a specific bioinforma0c pipeline, the presence of two or more transcript isoforms of genes related to epigene0c changes and nuclear reprogramming were detected, indica0ng that, even in absence of obvious changes in gene expression, the metabolic challenge induced biological effects that can be epigene0cally encoded in the embryo. As a proof of concept, acetyla0on of histone proteins increased when the energe0c substrates were higher.
These findings shed light on the mechanisms at the onset of developmental plas0city, whereby the ac0va0on/repression of few key genes and usage of transcript isoforms confer resilience to metabolic stressors and provide a direct link between changes in the availability of energe0c substrates and epigene0c reprogramming.
Funded by: MUR PRIN2017, No. 20172N2WL3_002; Piano di Sostegno alla Ricerca UNIMI: Linea 2 – Azione
Efeitos da superestimulação ovariana sobre a competência oocitária e embrionária em bovinos: possível participação dos exossomos presentes no fluido folicular
No full textA superestimulação ovariana é uma das biotecnologias utilizadas com objetivo de aumentar o potencial reprodutivo de fêmeas com alto valor econômico através da obtenção de múltiplas ovulações e tem sido amplamente empregada na espécie bovina. O conhecimento da dinâmica folicular permitiu o desenvolvimento de diversos protocolos hormonais capazes de regular o desenvolvimento folicular, o momento e o número de ovulações produzidas. As duas gonadotrofinas mais utilizadas para induzir o crescimento de múltiplos folículos durante esses protocolos são o hormônio folículo-estimulante (FSH) e a gonadotrofina coriônica equina (eCG); e ambos têm se mostrado eficazes. Sabe-se que a utilização da superestimulação ovariana utilizando FSH provoca mudanças positivas nos complexos cumulus-oócito (CCOs) e que a utilização do eCG no final do tratamento superestimulatório aumenta a resposta ovulatória, a ocorrência de estro, as concentrações de progesterona e as taxas de prenhes em programas de inseminação artificial (IA). Deste modo, o uso desses protocolos parece alterar o microambiente folicular e consequentemente a competência dos CCOs que se desenvolvem nele. Dentre os vários fatores presentes nesse microambiente estão as vesículas extracelulares (VEs; incluindo os exossomos), que carregam diversas moléculas como mRNA e microRNAs (miRNAs). Diante disso, o presente estudo visou avaliar o efeito da superestimulação ovariana com FSH ou FSH combinado a eCG, sobre a expressão gênica de embriões produzidos a partir de CCOs recuperados de vacas superestimuladas. Adicionalmente, verificou-se se os exossomos presentes no fluido folicular dessas vacas, quando adicionadas durante a maturação in vitro (MIV) de CCOs, provenientes de folículos antrais (3-8mm), são capazes de alterar aspectos celulares e moleculares dos CCOs, bem como a produção de blastocistos in vitro. Em suma, os resultados demonstraram que a superestimulação ovariana altera a abundância de mRNAs, relacionados à competência embrionária, em blastocistos produzidos à partir dos CCOs recuperados das vacas superestimuladas. Adicionalmente, também parece modular o conteúdo das exossomos, uma vez que genes relacionados à competência oocitária foram positivamente regulados nos CCOs cultivados na presença dos exossomos, no entanto, sem alterar a competência do CCOs em produzir blastocistos.Ovarian superestimulation is a biotecnology used to increase the reproductive potential of females with high economic value by obtaining multiple ovulations and has been widely used in cattle. The follicular dynamics knowledge allows the development of numerous hormonal protocols able to regulate follicular development, the moment and the number of ovulations produced. Two most used gonadotrophins to induce the growth of multiple follicles during these protocols are follicle stimulating hormone (FSH) and chorionic gonadotropin equine (eCG) and both have proven effective. It is known that the ovarian superstimulation using FSH causes positives changes in cumulus-oocyte complexes (COCs) and the use of eCG at the end of superstimulatory treatment increases the ovulatory response, the oestrus occurrence, progesterone concentrations and pregnancy rates in artificial insemination (AI). Thus, these protocols seems to alter the follicular microenvironment and therefore the competence of COCs that development it. Among the several factors presents in this microenvironment are the extracellular vesicles (EVs; including the exosomes), that carry different molecules such mRNA and microRNA (miRNAs). Therefore, this study aimed to assess the effects of ovarian superstimulation with FSH or FSH combined with eCG on embryo gene expression produced from COCs recovered from superstimulated cows. Additionally, it was checked if the exosomes presents in follicular fluid from these cows, when added during in vitro maturation (IVM) of COCs from antral follicles (3-8mm), are able to altering COCs cellular and molecular aspects and the in vitro blastocyst production. Briefly, the results showed the ovarian superstimulation change the mRNA abundance related to the embryo competence in blastocyst produced from COCs recovered from superstimulated cows. Furthermore, it also seems to modulate the exosome content, since the genes related to the oocyte competence are upregulated in COCs cultured in exosomes presence, however, without changing the COCs competence to produce blastocysts.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES
Efeitos do FGF2, FGF10 e da BMP15 sobre a maturação nuclear de oócitos bovinos durante a maturação in vitro
No full textO ambiente folicular é responsável por manter o oócito em parada meiótica e pela retomada da mesma posteriormente. A retomada da meiose em momento adequado é de extrema importância para o desenvolvimento de oócitos de alta competência. Portanto, o estudo dos mecanismos reguladores da retomada da meiose é de grande utilidade. Nesse estudo, os efeitos do FGF2, FGF10 e BMP15 sobre a progressão da meiose durante a maturação oocitária in vitro foram testados. Para tanto, complexos cumulus-oócitos (COCs) foram cultivados em meio definido seguindo o delineamento: Interação FGF10 e BMP15: sendo os tratamentos: controle; FGF10 (10ng/mL); BMP15 (100ng/mL); FGF10 (10ng/mL) + BMP15 (100ng/mL); e Dose-Resposta FGF2: sendo os tratamentos: controle e FGF2 nas doses 1, 10 ou 100ng/mL. A fase da meiose foi avaliada após 22h de cultivo por meio de coloração HOESCHT 33342, sendo os oócitos classificados em meiose I ou meiose II. O FGF10 (68%), a BMP15 (62,57%) ou a interação, FGF10+BMP15, (73%) não alteraram a porcentagem de oócitos em MII após a MIV em relação ao controle (69,63%). Assim como, a adição de FGF2 nas doses de 1ng/mL (81,33%), 10ng/mL (84,83%) ou 100ng/mL (83%) também não alteraram a porcentagem de oócitos em MII em relação ao controle (79,83%
Effects of ovarian superstimulation on oocyte and embryo competence in cattle: potential role of exosomes present in the follicular fluid
No full textA superestimulação ovariana é uma das biotecnologias utilizadas com objetivo de aumentar o potencial reprodutivo de fêmeas com alto valor econômico através da obtenção de múltiplas ovulações e tem sido amplamente empregada na espécie bovina. O conhecimento da dinâmica folicular permitiu o desenvolvimento de diversos protocolos hormonais capazes de regular o desenvolvimento folicular, o momento e o número de ovulações produzidas. As duas gonadotrofinas mais utilizadas para induzir o crescimento de múltiplos folículos durante esses protocolos são o hormônio folículo-estimulante (FSH) e a gonadotrofina coriônica equina (eCG); e ambos têm se mostrado eficazes. Sabe-se que a utilização da superestimulação ovariana utilizando FSH provoca mudanças positivas nos complexos cumulus-oócito (CCOs) e que a utilização do eCG no final do tratamento superestimulatório aumenta a resposta ovulatória, a ocorrência de estro, as concentrações de progesterona e as taxas de prenhes em programas de inseminação artificial (IA). Deste modo, o uso desses protocolos parece alterar o microambiente folicular e consequentemente a competência dos CCOs que se desenvolvem nele. Dentre os vários fatores presentes nesse microambiente estão as vesículas extracelulares (VEs; incluindo os exossomos), que carregam diversas moléculas como mRNA e microRNAs (miRNAs). Diante disso, o presente estudo visou avaliar o efeito da superestimulação ovariana com FSH ou FSH combinado a eCG, sobre a expressão gênica de embriões produzidos a partir de CCOs recuperados de vacas superestimuladas. Adicionalmente, verificou-se se os exossomos presentes no fluido folicular dessas vacas, quando adicionadas durante a maturação in vitro (MIV) de CCOs, provenientes de folículos antrais (3-8mm), são capazes de alterar aspectos celulares e moleculares dos CCOs, bem como a produção de blastocistos in vitro. Em suma, os resultados demonstraram que a superestimulação ovariana altera a abundância de mRNAs, relacionados à competência embrionária, em blastocistos produzidos à partir dos CCOs recuperados das vacas superestimuladas. Adicionalmente, também parece modular o conteúdo das exossomos, uma vez que genes relacionados à competência oocitária foram positivamente regulados nos CCOs cultivados na presença dos exossomos, no entanto, sem alterar a competência do CCOs em produzir blastocistos.Ovarian superestimulation is a biotecnology used to increase the reproductive potential of females with high economic value by obtaining multiple ovulations and has been widely used in cattle. The follicular dynamics knowledge allows the development of numerous hormonal protocols able to regulate follicular development, the moment and the number of ovulations produced. Two most used gonadotrophins to induce the growth of multiple follicles during these protocols are follicle stimulating hormone (FSH) and chorionic gonadotropin equine (eCG) and both have proven effective. It is known that the ovarian superstimulation using FSH causes positives changes in cumulus-oocyte complexes (COCs) and the use of eCG at the end of superstimulatory treatment increases the ovulatory response, the oestrus occurrence, progesterone concentrations and pregnancy rates in artificial insemination (AI). Thus, these protocols seems to alter the follicular microenvironment and therefore the competence of COCs that development it. Among the several factors presents in this microenvironment are the extracellular vesicles (EVs; including the exosomes), that carry different molecules such mRNA and microRNA (miRNAs). Therefore, this study aimed to assess the effects of ovarian superstimulation with FSH or FSH combined with eCG on embryo gene expression produced from COCs recovered from superstimulated cows. Additionally, it was checked if the exosomes presents in follicular fluid from these cows, when added during in vitro maturation (IVM) of COCs from antral follicles (3-8mm), are able to altering COCs cellular and molecular aspects and the in vitro blastocyst production. Briefly, the results showed the ovarian superstimulation change the mRNA abundance related to the embryo competence in blastocyst produced from COCs recovered from superstimulated cows. Furthermore, it also seems to modulate the exosome content, since the genes related to the oocyte competence are upregulated in COCs cultured in exosomes presence, however, without changing the COCs competence to produce blastocysts.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES
Efeitos do FGF2, FGF10 e da BMP15 sobre a maturação nuclear de oócitos bovinos durante a maturação in vitro
No full textO ambiente folicular é responsável por manter o oócito em parada meiótica e pela retomada da mesma posteriormente. A retomada da meiose em momento adequado é de extrema importância para o desenvolvimento de oócitos de alta competência. Portanto, o estudo dos mecanismos reguladores da retomada da meiose é de grande utilidade. Nesse estudo, os efeitos do FGF2, FGF10 e BMP15 sobre a progressão da meiose durante a maturação oocitária in vitro foram testados. Para tanto, complexos cumulus-oócitos (COCs) foram cultivados em meio definido seguindo o delineamento: Interação FGF10 e BMP15: sendo os tratamentos: controle; FGF10 (10ng/mL); BMP15 (100ng/mL); FGF10 (10ng/mL) + BMP15 (100ng/mL); e Dose-Resposta FGF2: sendo os tratamentos: controle e FGF2 nas doses 1, 10 ou 100ng/mL. A fase da meiose foi avaliada após 22h de cultivo por meio de coloração HOESCHT 33342, sendo os oócitos classificados em meiose I ou meiose II. O FGF10 (68%), a BMP15 (62,57%) ou a interação, FGF10+BMP15, (73%) não alteraram a porcentagem de oócitos em MII após a MIV em relação ao controle (69,63%). Assim como, a adição de FGF2 nas doses de 1ng/mL (81,33%), 10ng/mL (84,83%) ou 100ng/mL (83%) também não alteraram a porcentagem de oócitos em MII em relação ao controle (79,83%
Effects of IGF-1 and PAPP-A on lipid metabolism and oxidative stress of bovine oocytes and embryos in vitro produced
No full textA proteína plasmática A associada à gravidez (PAPP-A) é uma metaloprotease, que tem como função aumentar a biodisponibilidade do fator de crescimento semelhante a insulina tipo 1 (IGF-1), um peptídeo com diversas funções em prol do bom desenvolvimento oocitário e embrionário. Assim, a temática principal dessa tese foi utilizar a PAPP-A como um potencializador dos efeitos atribuídos ao IGF-1 durante a PIVE de bovinos. No primeiro artigo, investigamos o efeito da adição de PAPP-A durante a MIV suplementada com soro fetal bovino (SFB). Os complexos cumulus-oócitos (CCOs) foram maturados in vitro por 24 horas na presença ou ausência de SFB e, posteriormente, foram fertilizados e cultivados in vitro. Analisamos o conteúdo lipídico dos oócitos e blastocistos usando o corante Sudan-Black B, a taxa de blastocistos produzidos e a expressão gênica de 96 genes por RTqPCR. Não houve diferença no conteúdo lipídico dos oócitos e blastocistos avaliados, nem na taxa de blastocistos produzidos. No entanto, a presença de PAPP-A durante a MIV diminuiu a expressão de 22 genes relacionados à síntese de lipídeos, apoptose e estresse celular e qualidade embrionária nos blastocistos produzidos. No segundo artigo, os CCOs foram maturados (tratamento na MIV) ou os embriões cultivados (tratamento no CIV) por 24h com adição de IGF-1, IGF-1/PAPP-A, ou na ausência de ambos, em um ambiente estresse-induzido pela presença de menadiona. Avaliamos nos oócitos a progressão da meiose, concentração de espécies reativas de oxigênio (EROs) e o potencial de membrana mitocondrial por técnicas de coloração utilizando sondas específicas. Também analisamos as concentrações de glutationa total (GSH) nos CCOs, blastocistos e meios de MIV e CIV, além da taxa de blastocistos produzidos e a expressão gênica dos embriões por RTqPCR. A combinação IGF-1/PAPP-A resultou nas menores concentrações de EROs em oócitos e blastocistos e também modulou positivamente nos embriões genes envolvidos na defesa antioxidativa, metabolismo lipídico e qualidade embrionária, além de aumentar a taxa de blastocistos produzidos quando utilizadas na CIV. Assim, concluímos que o uso da PAPP-A, durante a PIVE de bovinos, foi efetivo como uma estratégia para maximizar as ações mediadas por IGF-1. Especificamente, reiteramos que a combinação IGF-1/PAPP-A teve efeitos mais marcantes, potencializando a proteção antioxidativa e a qualidade embrionária, além de aumentar quantitativamente o número de blastocistos produzidos em um ambiente estresse-induzido.Pregnancy-associated plasma protein-A (PAPP-A) is a metalloprotease which role is to increase insulin-like growth factor type 1 (IGF-1), a peptide with several beneficial functions for oocyte and embryo development. Thus, the thesis main subject was using the PAPP-A as an enhancer of IGF-1 attributed-effects during bovine in vitro production. In the first article, we investigated the effects of PAPP-A addition during IVM supplemented with fetal bovine serum (FBS). The cumulus-oocyte complexes (COCs) were in vitro matured for 24 hours in the presence or absence of FBS, and after, in vitro fertilized and cultured. We analyzed the oocytes and blastocysts lipid content by Sudan-Black B staining, the blastocysts yield, and the expression of 96 genes by RTqPCR. There was no difference in oocytes and blastocysts lipid content or in the blastocysts yield. However, the PAPP-A addition during IVM downregulated the expression of 22 genes related to lipid synthesis, apoptosis and cell stress, and embryonic quality in the blastocysts. In the second article, the COCs were matured (IVM treatment) or the embryos were cultured (IVC treatment) for 24 hours with IGF-1, IGF-1/PAPP-A addition, or in absence of both at a stress environment-induced by the menadione addition. We assessed the meiosis progression, reactive oxygen species (ROS) concentration and mitochondrial membrane potential levels in the oocytes using staining techniques. We also analyzed the concentrations of total glutathione (GSH) in COCs, blastocysts, and IVM and IVC media, besides the blastocysts yield and the expression of 96 genes by RTqPCR. The IGF-1/PAPP-A combination showed the lower ROS concentrations in oocytes and blastocysts and also positively modulated genes involved in antioxidative defense, lipid metabolism, and embryonic quality, besides increasing the blastocysts yield when used in IVC. Thus, we conclude the PAPP-A uses during bovine IVP was effective to improve the IGF-1 mediated-actions. Specifically, the IGF-1/PAPP-A shows the highlight effects, increasing antioxidative protection and embryonic quality, besides the number of blastocysts in a stress-induced environment.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)CNPq: 403063/2016‐7FAPESP: 2013/11480-3; 2013/ 11480‐3; 2015/04505‐5; 2016/22812‐5; 2017/19679-4; 2018/06454-7CAPES: 00
Efeitos do FGF2, FGF10 e da BMP15 sobre a maturação nuclear de oócitos bovinos durante a maturação in vitro
No full textO ambiente folicular é responsável por manter o oócito em parada meiótica e pela retomada da mesma posteriormente. A retomada da meiose em momento adequado é de extrema importância para o desenvolvimento de oócitos de alta competência. Portanto, o estudo dos mecanismos reguladores da retomada da meiose é de grande utilidade. Nesse estudo, os efeitos do FGF2, FGF10 e BMP15 sobre a progressão da meiose durante a maturação oocitária in vitro foram testados. Para tanto, complexos cumulus-oócitos (COCs) foram cultivados em meio definido seguindo o delineamento: Interação FGF10 e BMP15: sendo os tratamentos: controle; FGF10 (10ng/mL); BMP15 (100ng/mL); FGF10 (10ng/mL) + BMP15 (100ng/mL); e Dose-Resposta FGF2: sendo os tratamentos: controle e FGF2 nas doses 1, 10 ou 100ng/mL. A fase da meiose foi avaliada após 22h de cultivo por meio de coloração HOESCHT 33342, sendo os oócitos classificados em meiose I ou meiose II. O FGF10 (68%), a BMP15 (62,57%) ou a interação, FGF10+BMP15, (73%) não alteraram a porcentagem de oócitos em MII após a MIV em relação ao controle (69,63%). Assim como, a adição de FGF2 nas doses de 1ng/mL (81,33%), 10ng/mL (84,83%) ou 100ng/mL (83%) também não alteraram a porcentagem de oócitos em MII em relação ao controle (79,83%
Efeitos da superestimulação ovariana sobre a competência oocitária e embrionária em bovinos: possível participação dos exossomos presentes no fluido folicular
No full textA superestimulação ovariana é uma das biotecnologias utilizadas com objetivo de aumentar o potencial reprodutivo de fêmeas com alto valor econômico através da obtenção de múltiplas ovulações e tem sido amplamente empregada na espécie bovina. O conhecimento da dinâmica folicular permitiu o desenvolvimento de diversos protocolos hormonais capazes de regular o desenvolvimento folicular, o momento e o número de ovulações produzidas. As duas gonadotrofinas mais utilizadas para induzir o crescimento de múltiplos folículos durante esses protocolos são o hormônio folículo-estimulante (FSH) e a gonadotrofina coriônica equina (eCG); e ambos têm se mostrado eficazes. Sabe-se que a utilização da superestimulação ovariana utilizando FSH provoca mudanças positivas nos complexos cumulus-oócito (CCOs) e que a utilização do eCG no final do tratamento superestimulatório aumenta a resposta ovulatória, a ocorrência de estro, as concentrações de progesterona e as taxas de prenhes em programas de inseminação artificial (IA). Deste modo, o uso desses protocolos parece alterar o microambiente folicular e consequentemente a competência dos CCOs que se desenvolvem nele. Dentre os vários fatores presentes nesse microambiente estão as vesículas extracelulares (VEs; incluindo os exossomos), que carregam diversas moléculas como mRNA e microRNAs (miRNAs). Diante disso, o presente estudo visou avaliar o efeito da superestimulação ovariana com FSH ou FSH combinado a eCG, sobre a expressão gênica de embriões produzidos a partir de CCOs recuperados de vacas superestimuladas. Adicionalmente, verificou-se se os exossomos presentes no fluido folicular dessas vacas, quando adicionadas durante a maturação in vitro (MIV) de CCOs, provenientes de folículos antrais (3-8mm), são capazes de alterar aspectos celulares e moleculares dos CCOs, bem como a produção de blastocistos in vitro. Em suma, os resultados demonstraram que a superestimulação ovariana altera a abundância de mRNAs, relacionados à competência embrionária, em blastocistos produzidos à partir dos CCOs recuperados das vacas superestimuladas. Adicionalmente, também parece modular o conteúdo das exossomos, uma vez que genes relacionados à competência oocitária foram positivamente regulados nos CCOs cultivados na presença dos exossomos, no entanto, sem alterar a competência do CCOs em produzir blastocistos.Ovarian superestimulation is a biotecnology used to increase the reproductive potential of females with high economic value by obtaining multiple ovulations and has been widely used in cattle. The follicular dynamics knowledge allows the development of numerous hormonal protocols able to regulate follicular development, the moment and the number of ovulations produced. Two most used gonadotrophins to induce the growth of multiple follicles during these protocols are follicle stimulating hormone (FSH) and chorionic gonadotropin equine (eCG) and both have proven effective. It is known that the ovarian superstimulation using FSH causes positives changes in cumulus-oocyte complexes (COCs) and the use of eCG at the end of superstimulatory treatment increases the ovulatory response, the oestrus occurrence, progesterone concentrations and pregnancy rates in artificial insemination (AI). Thus, these protocols seems to alter the follicular microenvironment and therefore the competence of COCs that development it. Among the several factors presents in this microenvironment are the extracellular vesicles (EVs; including the exosomes), that carry different molecules such mRNA and microRNA (miRNAs). Therefore, this study aimed to assess the effects of ovarian superstimulation with FSH or FSH combined with eCG on embryo gene expression produced from COCs recovered from superstimulated cows. Additionally, it was checked if the exosomes presents in follicular fluid from these cows, when added during in vitro maturation (IVM) of COCs from antral follicles (3-8mm), are able to altering COCs cellular and molecular aspects and the in vitro blastocyst production. Briefly, the results showed the ovarian superstimulation change the mRNA abundance related to the embryo competence in blastocyst produced from COCs recovered from superstimulated cows. Furthermore, it also seems to modulate the exosome content, since the genes related to the oocyte competence are upregulated in COCs cultured in exosomes presence, however, without changing the COCs competence to produce blastocysts.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES
Rescue of preantral follicles from ovaries of endangered cattle breeds undergoing genetic salvage
No full textThe intense selection of a few highly productive breeds over the past 50 years has led to a dramatic decline in the variety of cattle biodiversity. The loss of several local breeds and the limitation in genetic diversity across many bovine species has garnered urgent attention. Italy has a wide variety of local breeds, favored by the richness of territorial environmental diversity. Specifically, the Varzese cattle breed, originating from Lombardy, is characterized by rusticity, resistance to disease, longevity, and high milk quality.
However, since the widespread of cosmopolitan breeds in the 1960s, Varzese cattle declined to the point where they are currently at risk of extinction. Strategic policies and action plans for animal genetic conservation are operative and allowed to partially rescue the breed. Indeed, the headcount of cattle, which stood at 39 in 2001 as per the Cattle Breeder Association Herd book, increased to 827 in 2023, thanks to EU policies and National plans. However, a further consistent increase is not expected due to the lack of interest of most breeders in these cattle. Therefore, intensive ex-situ preservation programs must be pursued to rescue the limited genetic material available through advanced assisted reproductive technologies. Although more challenging and less efficient than bovine sperm cryobanking, technologies that allow the preservation of oocytes will safeguard the only inheritable source of mitochondrial DNA.
In this sense, the bovine ovary is a considerable source of oocytes established during fetal life and organized into follicles at various stages of folliculogenesis. However, preantral follicles, the most abundant quota of the ovarian reserve, remain unexploited. As such, our study aims to provide strategies for rescuing preantral follicles from the ovarian cortex of Varzese cattle.
A pilot study was performed using Holstein-Friesian bovine ovaries as a model to histologically evaluate the follicle density. Ovarian cortical fragments collected from slaughtered heifers (12-24 months old) and cows (40-87 months old) were fixed and submitted to morphometric analyses to quantify the preantral follicle population contained within 1 mm3 of the ovarian cortex. In parallel, a mechanical isolation protocol was applied to liberate preantral follicles from the same ovary. For this purpose, fragments of the cortex of 0.16 cm3 were minced, homogenized, and filtered through sieves of decreasing pore sizes to obtain a homogenous population of preantral follicles. Using this procedure the yield of follicles per fragment in the Holstein-Friesian model was 653.25±279.71 and 105.91±89.85 (mean±SD, p<0.05), with an efficiency rate per mm3 of 10.54 and 4.69% in heifers (N=8) and cows (N=11), respectively. Preliminary ovarian reserve quantification was then performed on Varzese heifers (N=2) and cows (N=2) on ovarian fragments, representing the by- products of the dissection of antral follicles used for in vitro embryo production. Our results showed a decrease in ovarian reserve with age. Comparable fragments from the same animals were then cryopreserved to construct a biobank with an estimated number of gametes that may be used in the future for biodiversity restoration, either by grafting, in vitro culture of the ovarian cortex, or follicle isolation and subsequent in vitro folliculogenesis. Beyond the expected decline of the ovarian reserve with age, our approach proposes a paradigm to evaluate the timing for the rescue interventions of female germplasm in biodiversity preservation plans for species at risk of extinction.
Funded by MUR PRIN2020, No.20209L8BN4 (InfinitEGG) and RLPSR2014-2020 No.202102146691 (R-INNOVA
