Maturação e fecundação "in vitro" de ovócitos de caninos domésticos (Canis familiaris)

Abstract

Este estudo foi realizado com o objetivo de 1) determinar a eficácia de duas temperaturas (37oC e 39oC) e três intervalos de tempo (48, 72 e 96h) comumente usados na maturação in vitro (MIV) de ovócitos caninos, 2) verificar o efeito de hormônios heterólogos: hormônio folículo estimulante (FSH) 0,5µg/ml, estradiol 20µg/ml e somatotropina humana (hST) 1µg/ml; e o efeito de proteínas: 0,4 % albumina sérica bovina (BSA), 10 % de soro de vaca em estro inativado (SVE), e 10 % soro de cadela em estro inativado (SCE) na maturação nuclear de ovócitos caninos, 3) observar a influência da condição reprodutiva das doadoras de ovários (folicular, diestro, anestro, piometra, e prenhez) sobre os índices de maturação in vitro ovocitária, 4) verificar a habilidade para fecundação in vitro de ovócitos coletados de fêmeas em diferentes estágios do ciclo estral, previamente maturados in vitro e adicionalmente, examinar sua capacidade de desenvolvimento embrionário in vitro. O meio de maturação usado nos experimentos foi TCM-199 suplementado com 25 mM Hepes/l (v/v) com 10 % de soro de vaca em estro inativado (SVE), 50 µg/ml de gentamicina, 2,2 mg/ml de bicarbonato de sódio, 22 µg/ml de ácido pirúvico, 1 µg/ml de estradiol, 0,5 µg/ml de FSH e 0,03 UI/ml de hCG. O meio de maturação era modificado de acordo com a proposta experimental apresentada. Os resultados do primeiro experimento não mostraram diferença estatística no índice de meiose de ovócitos maturados à 37oC ou à 39oC em quaisquer dos intervalos testados (48, 72, 96 horas), embora a proporção de ovócitos que alcançaram metáfase II a 37oC após 72 horas da maturação in vitro, mostrasse uma tendência estatística à significância (p = 0,064), quando comparada àquela dos ovócitos maturados à 39oC. Foi concluído que temperaturas de 37oC e 39oC são similares para maturação in vitro de ovócitos de cadelas. No segundo experimento deste estudo, os índices mais elevados (p < 0,05) de retomada da meiose após 72 horas de maturação in vitro foram obtidos, quando TCM 199 era suplementado com 0,4 % de BSA. Uma influência positiva sobre a aquisição de metáfase II (MII) foi observada com a suplementação de 1µg/ml de hST no meio de maturação. Ao contrário, ovócitos maturados em TCM 199 com 10 % de soro de cadela em estro não se desenvolveram até o estádio de MII. Os resultados deste experimento mostraram que a suplementação de proteínas e de hormônios ao TCM-199 não facilitam as etapas finais da maturação in vitro de ovócitos de cadelas.No terceiro experimento, os resultados de maturação dos ovócitos não mostraram diferença estatística na progressão do material nuclear até o estádio de MII entre os ovócitos provenientes de cadelas em várias condições reprodutivas (fase folicular: 5,4 %; diestro: 4,2 %; anestro: 4,4 %; piometra: 8,1 % e prenhez: 4,7 %). A retomada da meiose mostrou índices de 24,6 % na fase folicular, 19,6 % no diestro, 16,4 % no anestro, 37,1 % na piometra e 29,2 % na prenhez. Índices positivos e mais elevados de resíduo acima do valor esperado foram observados para as condições de piometra e de prenhez nos estádios de metáfase/anáfase I (MI/AI). Nossos resultados indicam que a maturação nuclear in vitro de ovócitos caninos não é influenciada pela condição reprodutiva in vivo da fêmea no momento da coleta ovariana. No experimento de fecundação in vitro (FIV), 888 ovócitos selecionados através de sua qualidade morfológica superior foram distribuídos em 3 grupos de acordo com o estágio do ciclo estral da doadora em: a) folicular, b) anestro, c) luteal . Após período de 48 horas de maturação a 37oC em TCM 199 suplementado com 25 mM Hepes/l (v/v), com 10 % soro de vaca em estro inativado (SVE), 50 µg/ml de gentamicina, 2,2 mg/ml de bicarbonato de sódio, 22 µg/ml de ácido pirúvico, 20 µg/ml de estradiol, 0,5 µg/ml de FSH, 0,03 UI/ml hCG e 1 µg/ml de hST, os ovócitos eram fecundados in vitro (2x106 espermatozóides/ml) por um período de 24 horas. A percentagem de ovócitos nucleados desenvolvendo-se em embriões foi de 10,1 % (27/ 267). O índice de clivagem (2-8 células) após cinco dias da FIV foi similar nas fases reprodutivas (folicular, anestro, e luteal). Contudo, o índice geral de fecundação foi superior nos ovócitos oriundos de cadelas nos estágios folicular (42,4 %) e anestro do ciclo (34,3 %) comparativamente àqueles provenientes da fase luteal (18,6 %) (p < 0,001). Além disso, foi verificada influência da fase folicular sobre o desenvolvimento de pronúcleos, com os índices nesta fase (24,2 %) sendo estatisticamente diferentes daqueles observados no anestro e na fase luteal (9,6% e 3,7 %, respectivamente) (p < 0,004). Não foi estabelecida correlação entre a proporção de espermatozóides capacitados ou com reação acrossômica e formação pronuclear e/ou percentagem de clivagem. Em resumo, conclui-se que: a) ovócitos caninos podem ser maturados in vitro de forma similar às temperaturas de 39oC e 37o. b) a adição de hormônios (FSH, estradiol, hST) e proteínas (BSA, SVE, SCE) ao meio TCM 199 não eleva os índices de maturação nuclear até o estádio de MII de ovócitos caninos maturados in vitro. c) em cães, a seleção de ovócitos com base na coleta dentro de um estágio específico do ciclo estral não deve ser usada para prever índices de meiose ou habilidade para desenvolvimento embrionário in vitro. d) ovócitos caninos maturados, fecundados e cultivados in vitro podem se desenvolver a zigotos com até 8 células.

This study was designed 1) to determine the effectiveness of two temperatures (370 C and 390 C) and three in vitro maturation (IVM) time culture intervals (48, 72 and 96h) to produce nuclear mature dog oocytes, 2) to assess the effects of FSH, oestradiol, human somatotrophin (hST), bovine serum albumin (BSA), estrous cow serum (ECS), and estrous bitch serum (EBS) on oocyte nuclear maturation of dog oocytes, 3) to observe the influence of bitch reproductive status on in vitro oocyte maturation rates, 4) to verify the ability of in vitro matured oocytes recovered from females at different estrous cycle stages to be in vitro fertilized, and to examine their capacity to embryonic development in vitro. Basic medium was TCM-199 with Hepes, ECS, gentamicin, sodium bicarbonate, pyruvic acid, oestradiol, FSH and hCG. Maturation medium was modified following the beyond described experimental proposals. The results of the first experiment showed that there was no statistical difference in the rate of meiosis of oocytes matured at 37oC or at 39oC at any time point. In the second experiment, the highest rates of meiotic resumption after 72 hours of IVM were achieved when TCM-199 was added with BSA. Oocytes cultured in TCM-199 with EBS did not develop to the MII stage. In the third experiment, there was no difference in nuclear progression to MII among oocytes retrieved from bitches at various reproductive states. Our results indicate that in vitro nuclear maturation of dog oocytes is not influenced by reproductive status of the female at the moment of oocyte retrieval. In the IVF experiment, oocytes were distributed into 3 groups according the donor’s estrous cycle stage in follicular, anestrus, and luteal phase. After maturation, oocytes were submitted to IVF and culture. Rate of oocytes developing into embryos was 10.1%. Cleavage rate was similar among the reproductive categories. There was an effect of follicular phase on pronucleus development. There was no correlation between the proportion of capacitated or acrosome reacted spermatozoa and pronuclei formation and/or cleavage percentage. It was concluded that: a) canine oocytes can be in vitro matured at 39oC and 37o C temperatures. b) addition of FSH, oestradiol, hST, BSA, ECS, and EBS to TCM 199 does not improve the nuclear in vitro maturation rate of canine oocytes to the MII stage. c) in dogs, selection of oocytes based on a specific estrous cycle stage should not be used to predict an expected frequency of in vitro meiotic maturation or ability to in vitro embryo development. d) canine oocytes in vitro matured, in vitro fertilized and in vitro cultured are capable of development to 8-cell embryos.