Vitrificação de ovócitos imaturos de bovinos

Abstract

Objetivou-se avaliar o efeito de soluções vitrificantes e da vitrificação em ovócitos imaturos bovino. Os ovócitos foram obtidos a partir de ovários coletados de fêmeas bovinas logo após o abate, selecionados morfologicamente e distribuídos de acordo com os tratamentos. O procedimento experimental foi dividido em duas fases. Na primeira fase foi testada a toxicidade de soluções de vitrificação. Na segunda fase, foi testado o efeito da vitrificação. Na primeira fase, os ovócitos foram submetidos à maturação in vitro após manutenção em diferentes soluções de vitrificação (61 tratamentos). Foram testadas soluções de equilíbrio (SE) de 3, 8, 16, 20, 32 e 40% de Etilenoglicol (EG) em tempos (TE) de 1, 2, 4, 5, 6, 8 e 10 minutos e posteriormente mantidos por 1 minuto em solução de vitrificação (SV) contendo 40% de EG e 1,0 mol.L-1 de sacarose. O mesmo procedimento foi realizado, porém, utilizando solução de vitrificação contendo 25% de EG, 25% de DMSO e 1,0 mol.L-1 de sacarose. Após estes procedimentos, os ovócitos foram reidratados e submetidos ao cultivo in vitro por 24 horas. Observou-se maturação nuclear em grande parte dos tratamentos com exceção das combinações de SE com 32 e 40% de EG nos diferentes TE. Da mesma forma, os ovócitos expostos à SV de 25% de EG + 25% de DMSO + 1 mol.L-1 de sacarose não possibilitaram a maturação. Os melhores resultados foram as soluções de SE contendo 3%, 16%, expostas por cinco minutos e 20% de EG, expostas por 10 minutos (76,7, 57,1 e 66,7% de ovócitos em metáfase II, respectivamente). Todos estes tratamentos foram expostos ao final do equilíbrio à SV, contendo 40% de EG + 1,0 mol.L-1 de sacarose. Na segunda etapa, ovócitos foram submetidos aos procedimentos conforme descrito na primeira fase. Foram testadas SE com 3% de EG (por 1, 5, 6, 8, e 10 minutos), 8% de EG (por 1, 5 e 10 minutos), 16 e 20% de EG (por 5 e 8 minutos). Posteriormente, os ovócitos foram mantidos por 1 minuto em SV contendo 40% de EG e 1,0 mol.L-1 de sacarose. Posteriormente, os ovócitos foram envasados em palhetas de 0,25 mL, vitrificados (imersos em nitrogênio líquido) e posteriormente desvitrificados, rehidratados e submetidos à maturação in vitro por 24 horas. Observou-se que as combinações SE com 3% de EG, com TE de 1, 5, 6, 8 e 10 minutos proporcionaram taxas de metáfase II de 10,4; 19,3; 10,0; 7,6 e 14,3% respectivamente. As combinações SE com 8% de EG, com TE de 1, 5 e 10, e SE com 16% de EG, com TE de 5 minutos e SE de 20% de EG, com TE de 8 minutos proporcionaram taxas de metáfase II de 12,9; 6,9; 2,4; 23,1 e 2,0% respectivamente, sendo que todas diferem (P<0,05) ao grupo testemunha (73,7%). Foram processados ovócitos para a avaliação da ultraestrutura e expressão gênica. A ultraestrutura indicou que ovócitos de todos os tratamentos testados (exceto o grupo testemunha) apresentavam organelas degeneradas. Adicionalmente, não foi observada a distribuição citoplasmática típica de mitocôndrias de um ovócito maduro. Já na expressão gênica observou-se que ovócitos expostos a solução de equilíbrio de 16% de EG em tempo de cinco minutos apresentam maior quantidade de transcritos relacionados com o estresse oxidativo (HSP 70.1). No entanto, os transcritos da transcrição materno-zigótica (MATER e ZAR1) foram sub-regulados (P<0,05). Conclui-se que os procedimentos de desidratação testados para vitrificação de ovócitos, com exceção das combinações de SE com 32 e 40% de EG nos diferentes TE, podem não comprometer a taxa de maturação nuclear após maturação in vitro . Entretanto, comprometem a integridade ultraestrutural, a maturação citoplamática e a expressão gênica.The aim was to investigate the effects of vitrification solutions and vitrification of bovine immature oocytes. The oocytes were obtained from ovaries collected from bovine females immediately after slaughter, morphologically selected and distributed according to the treatments. The experimental procedure was divided into two phases, in the first phase was tested the toxicity of vitrification solutions and in the second phase was tested the effect of vitrification. In Experiment 1, the oocytes were matured in vitro after maintenance in differents vitrification solutions (61 treatments). Solutions of equilibrium (SE) of 3, 8, 16, 20, 32 and 40% ethylene glycol (EG) were tested to equilibration time (ET) of 1, 2, 4, 5, 6, 8 and 10 minutes and then maintained by 1 minute in the vitrification solution (VS) containing 40% EG and 1.0 mol L-1 sucrose. The same procedure was performed in other tratament, but using the vitrification solution containing 25% EG, 25% DMSO and 1.0 mol L-1 sucrose. After these procedures, the oocytes were rehydrated and subjected to cultivation in vitro for 24 hours. Nuclear maturation was observed in most treatments except in SE combinations with 32 and 40% EG at different ET. Likewise, the oocytes exposed to SV 25% EG + 25% DMSO + 1 mol L-1 sucrose did not allow maturation. The best results were obtained with SE solutions containing 3% and 16% exposed f or five minutes and 20% EG exposed for 10 minutes (76.7, 57.1 and 66.7% of oocytes in metaphase II, respectively). All treatments groups were exposed to the end of the equilibrium to the SV, containing 40% EG + 1.0 mol L -1 sucrose. In Experiment 2, oocytes were submitted to the procedures described in the Experiment 1. Were tested SE containing 3% EG (for 1, 5, 6, 8, and 10 minutes), 8% EG (for 1, 5 and 10 minutes), 16 and 20% EG (for 5 and 8 minutes). Subsequently, the oocytes were maintained for 1 minute at SV containing 40% EG and 1.0 mol L-1 sucrose. Subsequently, the oocytes were packed into 0.25 mL straws, vitrified (immersed in liquid nitrogen) and subsequently desvitrificated, rehydrated and submitted to maturation in vitro for 24 hours. It was observed that the SE combination with 3% of EG, in ET of 1, 5, 6, 8 and 10 minutes provided the metaphase II rates of 10.4, 19.3, 10.0, 7.6 and 14 3% respectively. The combinations SE with 8% EG with ET 1, 5 and 10 minutes and SE with 16% EG, 5 minutes with ET and SE of 20% EG with ET 8 minutes provided rates of metaphase II 12.9, 6.9, 2.4, 23.1 and 2.0% respectively, all of which differ (P <0.05) than the control group (73.7%). Oocytes were processed for the evaluation of the ultrastructure and gene expression. The ultrastructure of oocytes indicated that all treatments (except control group) had degenerated organelles. Additionally, it not observed cytoplasmic distribution of mitochondria typical of a mature oocyte. In the gene expression was observed that oocytes exposed to the equilibrium solution of 16% EG in five minutes have a higher amount of transcripts related to oxidative stress (HSP 70.1). However, the transcripts of the maternalzygotic transcription (MATER and ZAR1) were under-regulated (P <0.05). We conclude that the procedures of dehydration tested for cryopreservation of oocytes, except for combinations of SE with 32% EG and 40 in different TE, cannot compromise the rate of nuclear maturation after maturation "in vitro". However, ultrastructural compromise the integrity, citoplasmatic maturation and gene expression.