Avaliação da proteína disulfeto isomerase A1 (PDIA1) como marcador para a qualidade seminal em garanhões

Abstract

O período de puberdade, em equinos, define-se pela aparição de espermatozóides maduros no ejaculado de animais jovens, bem como a maturação das funções endócrinas. Os espermatozóides precisam passar por um processo de maturação no epidídimo. Para se obter marcadores moleculares que permitam estabelecer a fertilidade de um garanhão, é necessário um melhor conhecimento das proteínas presentes em espermatozóides imaturos e maduros, uma das quais é a PDI (proteína dissulfeto-isomerase). A PDI foi descrita também como importante marcador de fertilidade no plasma seminal e espermatozóides de diversas espécies. O objetivo deste trabalho foi identificar a presença da PDI no epidídimo equino durante a puberdade, e quantificá-la no fluido e espermatozóides epididimários. Visou verificar a presença da PDI no plasma seminal e espermatozóides ejaculados, em garanhões férteis e subférteis. Foram realizados dois experimentos: Experimento 1: utilizou-se 22 equinos Crioulos saudáveis, castrados e divididos em três grupos: G1: potros até 24 meses, G2: de 25-36 meses e G3: a partir de 36 meses. Imediatamente após a castração, foi efetuada a dissecação do epidídimo para a coleta de fluido epididimário, o qual foi separado dos espermatozoides por centrifugação a 800 g por 10minutos. O sobrenadante foi removido, e criopreservado a -196º C. Os espermatozóides foram ressuspendidos em PBS e armazenados a -196º C. Para a dosagem de proteína das amostras, utilizou-se o método de Kit BCA espectrofotômetro e a eletroforese em gel de poliacrilamida a 10% SDS- Page.Para imunodetecção das proteínas, efetuou-se a incubação do anticorpo primário específico por no mínimo, 6 horas a 4º C, e incubação com anticorpo secundário conjugado com peroxidase anti-igG de camundongo ou anti-IgG de rato. Para a visualização das bandas foi utilizado o Kit de ECL em filmes de raio-X, e as bandas quantificadas pela utilização do software livre ImageJ. A PDI foi identificada nos três grupos avaliados na análise proteômica do fluido , e espermatozoides epididimários, sendo sua quantidade inferior no G1 em relação aos grupos dois (2) e três (3). Em conclusão, a expressão da PDI nos espermatozóides e fluido epididimários de potros castrados cirurgicamente, aumenta conforme o animal atinge a maturidade sexual. Experimento 2- Utilizou-se 12 garanhões adultos que já haviam sido submetidos à pelo menos duas temporadas de monta na região da Campanha do Rio Grande do Sul, efetuando-se quatro (4) coletas de cada garanhão, fora da estação de monta, respeitando-se um intervalo de 48h entre coletas. Imediatamente após a coleta, analisou-se motilidade, vigor e concentração com auxílio de microscópio óptico e retirou-se uma alíquota de sêmen para avaliação das patologias espermáticas. A partir dos dados obtidos, os garanhões foram divididos em dois grupos: Grupo 1: motilidade não inferior a 70%, tendo-se uma média de 76,04±5,89% e histórico reprodutivo de temporadas anteriores com índice de prenhez mínimo por temporada de 80%. Grupo 2: motilidade igual ou inferior a 30%, com média de 11,83±11,21%, e histórico reprodutivo de temporadas anteriores de índices de prenhez inferiores a 35%. Efetuadas as análises, as mostras foram centrifugadas a 800 g por 10 minutos para separar o plasma seminal, de mesma forma que no Exp. 1. Os pellets passaram por ressuspensão em PBS gelado e posteriormente armazenados a -196º C. As amostras foram submetidas à dosagem das proteínas, para serem submetidas à eletroforese, utilizando-se géis de poliacrilamida a 10% SDS-Page.Para imunodetecção das proteínas, efetuou-se a incubação do anticorpo primário específico por no mínimo, 6 horas a 4º C, e incubação com anticorpo secundário conjugado com peroxidase anti-igG de camundongo ou anti-IgG de rato. Na visualização das bandas foi utilizado o Kit de ECL em filmes de raio-X, e as bandas foram quantificadas pela utilização do software livre Image J. Ao analisar a presença da PDI no plasma seminal dos garanhões, verificou-se sua expressão em ambos os grupos; porém não houve diferença de expressão da PDI entre eles(p˂0,05). Não houve também relação da PDI com motilidade, nem com a concentração espermática. Considerando os dados obtidos no presente experimento, não foi possível relacionar a PDI com qualidade espermática e assim considerá-la como um potencial marcador de fertilidade em equinos. São necessários mais estudos que possam envolver outros fatores moleculares inclusive as demais proteínas da família das PDIs.

Puberty, in the equine species, may be defined by the appearance of mature spermatozoa in young animals´ ejaculates, as well as endocrine function maturation. One of the proteins found in immature and mature spermatozoa is PDI (protein dissulfide-isomerase). PDI was also described as an important fertility marker both in seminal plasma and sperm of many species. is responsible for rearranging dissulfide bonds, necessary for sperm adhesion proteins to link to the oocyte. The aim of this work was to identify PDI in equine epididymis during puberty, and quantify it in epididymal sperm and fluid of fertile and subfertile sperm. Two experiments were performed. Experiment 1-twenty-two healthy Crioulo colts were surgically castrated, and divided in three groups: G1: until 24 months; G2: from 25-36 months and G3: more than 36 months. Immediately after castration, testicles were measured, weighed, and the epididymis was dissecated for epididymal fluid collection, which was centrifuged at 800 g for 10minutes to separate epididymal fluid from sperm. Supernatant was removed, and cryopreserved at -196º C. Sperm were re-suspended in PBS and stored at -196º C. Protein dosing of samples was performed with BCA Kit and electrophoresis at 10% SDS-Page. To detect proteins, primary antibody was incubated for at least 6 hours at 4º C, and then incubation with secondary antibody conjugated with anti-mouse IgG or anti-rat IgG. To see bands, ECL Kit in X-ray films was used, and the bands quantified with softwareImageJ. In the three groups PDI was identified, in epididymal fluid and epididymal sperm, but in smaller amount in G1 when compared with Groups 2 and 3. In conclusion, expression of PDI in epididymal fluid and sperm of surgically castrated colts, increases as the animal attains sexual maturity. Experiment 2- The aim of this work was to verify the presence of PDI in equine seminal plasma and sperm, quantify it and to compare its expression on seminal plasma from fertile and subfertile stallions. Twelve adult stallions with at least two breeding season were used. For the study, four collections of each animal were performed. Immediately after collection, analysis of motility, velocity, concentration and sperm morphology were performed. Stallions were divided in two groups, according to the semen analysis and previous breeding history: Group 1: motility greater than 70% and previous history of pregnancy rates higher than 80%; Group 2: sperm motility less or equal than 30% and breeding history of less than 35% of pregnacy per season. After the analysis, samples were centrifuged at 800 g/10minutes to remove seminal plasma. Samples were prepared as described in Exp. 1. The expression of PDI in seminal plasma was seen in both groups, but with no statistical difference between them. There was no correlation of PDI with sperm motility or concentration. According to these findings, it is not possible to consider PDI as a fertility marker in stallions. More research is needed, involving other mollecular factors, including other PDIs family proteins.