Avaliação da expressão gênica e da maturação nuclear in vitro em complexos cumuli-oócitos bovinos

Abstract

Dentre os principais desafios que persistem no campo da biologia da reprodução está a compreensão da natureza dos processos celulares e moleculares que determinam a qualidade dos oócitos. Um dos fenômenos a serem melhor compreendidos é a aquisição da competência do oócito, e qual o papel desempenhado pelo ambiente folicular que circunda o gameta no seu potencial de desenvolvimento. As células foliculares, especialmente as células do cumulus, certamente desempenham um papel fundamental na aquisição da competência de oócitos in vivo. Durante a maturação in vitro (MIV) do oócito observa-se expansão e mucificação das células da granulosa que formam o complexo cumulus oophorus-oócito (CCO), em função da intensa síntese de componentes da matriz extracelular. Essas modificações no aspecto do cumulus são utilizadas como indicativo da ocorrência de maturação oocitária e contribuem para que ocorra a fecundação. A expressão de proteínas associadas à matriz extracelular das células do cumulus pode estar sob influência de fatores de origem oocitária, e também pode estar relacionada à composição do meio de MIV. Os objetivos deste trabalho foram: 1) avaliar a expressão dos transcritos dos genes que codificam para as proteínas ácido hialurônico sintase 2 (HAS2), link protein 1 (HAPLN1), conexina 43 (GJA1) e b-actina (ACTB) em complexos cumuli-oócitos (CCOs) bovinos não maturados, e submetidos à maturação in vitro em meios com diferentes suplementações protéicas; e 2) avaliar as taxas de maturação nuclear dos oócitos submetidos às diferentes condições de MIV. Os CCOs foram obtidos a partir de ovários coletados de fêmeas bovinas logo após o abate, selecionados morfologicamente e distribuídos em três grupos experimentais: G1: CCOs não maturados; G2: CCOs submetidos à MIV em meio TCM suplementado com soro fetal bovino (SFB); G3: CCOs submetidos à MIV em meio TCM suplementado com albumina sérica bovina (BSA). A MIV foi realizada em a 39oC, 5% de CO2 e máxima umidade relativa, por 22 a 24 horas. Para a extração do RNA total das amostras de CCOs foi utilizado o reagente TRIzol®. O RNA total foi submetido à captação específica do mRNA através de separação magnética (Dynabeads® mRNATM DIRECT Micro Kit). Os mRNAs foram transcritos reversamente em cDNA utilizando-se a técnica de RT-PCR, para avaliar os padrões de expressão dos transcritos. Parte dos oócitos dos grupos G2 e G3 foi desnudada das células do cumulus, e submetida à coloração com Hoechst 33342, para avaliação da maturação nuclear. A análise dos resultados de abundância relativa dos mRNAs de interesse mostrou diferença significativa entre os diferentes grupos testados para os transcritos de HAS2 (p=0,000), link protein 1 (p=0,001), conexina 43 (p=0,007) e b-actina (p=0,011), sendo maior nos grupos de CCOs submetidos à MIV em meio suplementado com SFB. A avaliação da morfologia nuclear não mostrou diferenças significativas entre as taxas de maturação nos grupos G2 e G3. Pode-se concluir que a exposição de CCOs bovinos à diferentes condições de MIV influenciou a expressão dos transcritos de HAS2, link protein 1, conexina 43 e b-actina. Entretanto, a MIV em presença de SFB ou BSA não mostrou diferença nas taxas de retomada da meiose e de maturação nuclear.

Understanding the cellular and molecular processes that determine the oocytes quality is one of the main challenges that persist in biology of reproduction. The acquisition of oocyte competence, and the role played by the follicular environment surrounding the gamete in its development potential are phenomena to be better understood. Follicular cells, especially the cumulus cells, certainly play a role in the oocyte competence acquisition in vivo. During in vitro maturation (IVM) of oocytes was observed expansion and mucification of granulosa cells forming the cumulus-oocyte complex (COC), due to the intense synthesis of extracellular matrix components. These changes in the appearance of cumulus are used as indicative of the oocyte maturation occurrence and contribute to fertilization to occur. The expression of proteins associated with the extracellular matrix of cumulus cells may be under the influence of oocyte origin, and may also be related to the composition of the IVM medium. The aim of this work were 1) to evaluate the expression of gene transcripts coding for proteins hyaluronic acid synthase 2 (HAS2), link protein 1 (HAPLN1), connexin 43 (GJA1) and actin-b (ACTB) in bovine cumulus-oocyte complexes (COCs) not matured or submitted to IVM in media with different proteic supplements, and 2) assess the rates of nuclear maturation of oocytes subjected to different conditions of IVM. The COCs were obtained from ovaries collected from cows immediately after slaughter, morphologically selected and divided into three groups: G1: not matured COCs; G2: COCs submitted to IVM in TCM supplemented with fetal calf serum (FCS); and G3: COCs submitted to IVM in TCM supplemented with bovine serum albumin (BSA). IVM was performed at 39°C in 5% CO2 and maximum relative humidity for 22 to 24 hours. For extraction of total RNA of COCs samples, TRIzol® reagent was used. Total RNA was subjected to capture of specific mRNA by magnetic separation (Dynabeads® mRNATM DIRECT Micro Kit). The mRNAs were reverse-transcribed into cDNA using the RT-PCR to evaluate the expression patterns of transcripts. Some of the oocytes from G2 and G3 was stripped of cumulus cells, and subjected to staining with Hoechst 33342 to assess nuclear maturation. The analysis of relative abundance of interest mRNAs showed a significant difference between the different groups tested for transcripts of HAS2 (p = 0.000), link protein 1 (p = 0.001), connexin 43 (p = 0.007) and actin-b (p = 0.011), being higher in the groups of COCs submitted to IVM in medium supplemented with FCS. The evaluation of nuclear morphology showed no significant differences between maturation rates of G2 and G3. In conclusion, the IVM in media supplemented with FCS or BSA showed differeces in HAS2, link protein 1, connexin 43 and actin-b transcripts expression of bovine COCs. However, the nuclear maturation rates of oocytes subjected to IVM in media with different proteic supplements was not affected.