Impact of age and FSH treatment on follicular environment, folliculogenesis and endometrial histomorphometry in prepubertal gilts

Abstract

This study investigated the effect of age and FSH treatment on plasma levels of IGF-1 and E2, folliculogenesis, endometrial histomorphometry, biochemical composition of follicular fluid (FF), and on nuclear maturation, gene expression and quality of cumulus-oocytes complexes (COCs) of prepubertal gilts. For this, thirty-five prepubertal gilts were separated according to the age (140 or 160 days), and within each age, gilts were allotted to receive 100 mg of FSH [treated; G140+FSH (n = 10) and G160+FSH (n = 7)] or saline solution [control; G140+control (n = 10) and G160+control (n = 8)]. Before and after FSH treatment, blood was collected for IGF1 and E2 assay (radioimmunoassay), and reproductive tract ultrasound were performed. After 24 h of the last FSH injection, animals were slaughtered and their ovaries and uterus were collected for biometrical and histomorphometrical analysis. The biochemical profile of FF was analyzed in automatic biochemistry analyzer . COCs recovered were morphologically classified and submitted to brilliant cresyl blue (BCB) staining, gene expression (RT-qPCR) and in vitro maturation for subsequent evaluation of nuclear oocyte maturation. The percentage of medium follicles increased (P<0.05) as the same proportion that the percentage of small follicles reduced (P<0.05) in FSH-treated and younger gilts. In addition, the concentration of glucose in FF increased (P<0.05) in FSH-treated and older gilts; in contrast, the concentration of triglycerides decreased (P<0.05) in these same groups of gilts. Increasing of age and FSH stimulation improved (P<0.05) the metaphase II and BCB+ COCs rates and decreased (P<0.05) number of early atretic follicles. Also, changes (P<0.05) on endometrial histomorphometric are caused by FSH treatment and age. However, age and FSH treatment had no impact (P>0.05) on most transcripts’ abundance of selected target genes in COCs. Regarding the effect of age, biometrical data of uterus, plasma levels of IGF-1 and E2 increased (P<0.05) and changes (P<0.05) in uterine and ovaries ultrasound images occurs from 140 to 160 days of age. In conclusion, the increasing of the age and FSH treatment improved oocyte nuclear maturation and stimulated the endometrium epithelium in prepubertal gilts. Also, uterine growth still occurs during 140 and 160 days of age in prepubertal gilts. Keywords: Follicular development. Oocyte. Ovarian stimulation. Pig

Este estudo investigou o efeito da idade e do tratamento com FSH nos níveis plasmáticos de IGF-1 e E2, na foliculogênese, histomorfometria endometrial, composição bioquímica do fluido folicular (FF), e na maturação nuclear, expressão gênica e qualidade dos complexos cumulus- oócitos (CCOs) de marrãs pré-púberes. Para isso, 35 marrãs pré-púberes foram separadas de acordo com a idade (140 ou 160 dias), e dentro de cada idade, as marrãs foram tratadas com 100 mg de FSH [tratado; G140+FSH (n = 10) e G160+FSH (n = 7)] ou solução salina [controle; G140+controle (n = 10) e G160+controle (n = 8)]. Antes e após o tratamento com FSH, o sangue foi coletado para dosagem plasmática de IGF1 e E2 (radioimunoensaio) e a ultrassonografia do trato reprodutivo foi realizada. Após 24 h da última injeção de FSH, os animais foram abatidos e os ovários e o útero foram coletados para análise biométrica e histomorfométrica. O perfil bioquímico do FF foi avaliado em analisador bioquímico automático. Os CCOs foram classificados morfologicamente e submetidos à coloração com azul cresil brilhante (BCB), expressão gênica (RT-qPCR) e maturação in vitro - para posterior avaliação da maturação nuclear. A porcentagem de folículos médios aumentou (P<0,05) na mesma proporção que a porcentagem de folículos pequenos diminuiu (P<0,05) em leitoas mais jovens e tratadas com FSH. Ainda, a concentração de glicose no FF aumentou (P<0,05) em marrãs mais velhas e tratadas com FSH; em contraste, a concentração de triglicerídeos diminuiu (P<0,05) nestes mesmos grupos de marrãs. O aumento da idade e o tratamento com FSH aumentaram (P<0,05) as taxas de metáfase II e CCOs BCB+ sem impactar (P>0,05) a expressão dos genes alvos nos COCs. Além disso, o FSH exógeno e a idade alteraram (P<0,05) a histomorfometria endometrial e diminuíram (P<0,05) o número de folículos atrésicos iniciais. Os dados biométricos do útero, os níveis plasmáticos de IGF-1 e E2 aumentaram (P<0,05), e alterações (P<0,05) nas imagens ultrassonográficas do útero e dos ovários ocorreram entre 140 e 160 dias de idade. Dessa forma, o aumento da idade e o tratamento com FSH melhoraram a maturação nuclear do oócito e estimularam o epitélio endometrial em marrãs pré-púberes. Ainda, o crescimento uterino continua ocorrendo entre os 140 e 160 dias de idade em marrãs pré-púberes. Palavras-chave: Desenvolvimento folicular. Estimulação ovariana. Oócito. Suíno.