O potencial crioprotetor do alginato de sódio na criopreservação de tecido ovariano

Abstract

A criopreservação de gametas é uma das ferramentas mais promissoras para a preservação de material genético, útil tanto na conservação de espécies ameaçadas de extinção quanto de interesse econômico e agropecuário. Embora a criopreservação de sêmen de peixes já esteja consolidada, são restritos os relativos sucessos na criopreservação de gametas femininos de peixes. Muitos são os problemas acarretados pela não perda de material genético materno tais como, redução na variabilidade genética, perda do material genético mitocondrial e RNAs mensageiros indispensáveis para o desenvolvimento inicial do embrião. Há muitas décadas, pesquisadores tentam encontrar o equilíbrio necessário entre as substâncias utilizadas como crioprotetores e a técnica adequada de resfriamento e aquecimento. No entanto, mesmo com as diversas variações experimentadas, os problemas ainda parecem ser os mesmos: injúrias celulares causadas pela variação de temperatura, estresse osmótico e o alto grau de citotoxicidade dos crioprotetores, além de problemas reportados mais recentemente como a mutagênese, fragmentação de DNA e cromossomos. Alguns criobiologistas e cientistas de áreas afins pesquisam novas alternativas e diferentes conceitos e etapas da criopreservação que vão desde a intensificação das curvas de resfriamento e aquecimento, quanto a busca por novas soluções crioprotetoras que de fato protejam as células. Nesse contexto, o objetivo desse estudo foi avaliar a capacidade crioprotetora do Alginato de Sódio. Trata-se de um polissacarídeo natural extraído de algas marrons, e foi escolhido com agente crioprotetor não permeável por possuir a capacidade de absorver e reter líquidos além de ser uma substância atóxica. Pela primeira vez utilizado na criopreservação de tecido ovariano de peixes, utilizamos o zebrafish como modelo animal. Além disso, avaliamos o potencial comportamento crioprotetor do Alginato de Sódio tanto isoladamente como crioprotetor, quanto em combinações com outros agentes crioprotetores convencionas como o C2H6OS (DMSO), propilenoglicol, metanol e sacarose. E os resultados obtidos com a utilização do Alginato de Sódio foram surpreendentes, dado que houve resultados positivos para a criopreservação de folículos em estágios I e II, além de ocorrências, mesmo que isoladas, de oócitos em elevado grau de maturação, sem alterações morfológicas. Embora haja a necessidade de estudos massivos acerca dessa biomolécula na criobiologia, o conteúdo deste estudo sugere que o uso do Alginato de Sódio pode ser uma escolha saudável de agente crioprotetor não permeável, além de torná-lo objeto de pesquisa na área.

Gamete cryopreservation is one of the most promising tools for preserving genetic material, useful both for the conservation of endangered species and for economic and agricultural interest. Although the cryopreservation of fish semen is already consolidated, relative successes in the cryopreservation of female fish gametes are restricted. There are many problems caused by the non-loss of maternal genetic material such as, reduction in genetic variability, loss of mitochondrial genetic material and mRNAs indispensable for the initial development of the embryo. For many decades, researchers have tried to find the necessary balance between the substances used as cryoprotectants and the appropriate cooling and heating technique. However, even with several variations experienced, the problems still seem to be the same, cell injuries caused by temperature variation, osmotic stress and the high level of cryoprotectants cytotoxicity, in addition to other problems that new studies discover with each new result, such as example mutagen, fragmentation of DNA and chromosomes. Some cryobiologists and scientists from related fields are researching new alternatives and different concepts and stages of cryopreservation process, ranging from intensifying the cooling and heating curves, to the search for new cryoprotective solutions that actually protect cells. In this context, the aim of this study was to evaluate the cryoprotective capacity of sodium alginate. Because it is one natural polysaccharide extracted from brown algae, and was chosen as a non- permeable cryoprotective agent because it has the ability to absorb and retain liquids in addition to being a non-toxic substance. For the first time used in the cryopreservation in fish ovarian tissue, we used zebrafish as an animal model. In addition, we evaluated the potential cryoprotective behavior of sodium alginate both alone and with cryoprotectant, and in combinations with other conventional cryoprotectants such as C2H6OS (DMSO), propylene glycol, methanol and sucrose. And the results obtained with the use of sodium alginate were surprising, given that there were positive results for the cryopreservation of follicles in stages I and II, in addition to occurrences even if isolated from oocytes in a high degree of maturation, without morphological changes. Although there is a need for massive studies about this biomolecule in cryobiology, the content of this study suggests that the use of sodium alginate may be a healthy choice of non-permeable cryoprotective agent, in addition to making it an object of research in this area.