Estratégias de seleção e capacitação espermática para a produção in vitro de embriões em catetos (Pecari tajacu Linnaeus, 1758)
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Tese |
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Título da fonte: | Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU) |
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Resumo: | A produção de embriões por fertilização in vitro (FIV) possibilita uma abordagem científica, conservacionista e comercial dos catetos, mamíferos silvestres de importância biológica e com potencial de mercado. Contudo, informações sobre as variáveis envolvidas na seleção e capacitação espermática que antecede à FIV ainda são escassas em catetos. Assim, o objetivo foi aperfeiçoar o processamento espermático para a FIV em catetos. Para tanto, a presente tese foi dividida em duas etapas. A primeira etapa organizada em três experimentos teve como objetivo avaliar diferentes métodos de seleção espermática. No primeiro experimento, o efeito da centrifugação para remoção do plasma seminal antes do swim-up foi avaliado sobre a qualidade espermática. Neste experimento, o swim-up reduziu a motilidade (51,9 vs. 90,4%) e aumentou os níveis de espécies reativas de oxigênio em comparação com o controle (não selecionado), tendo a centrifugação prejudicado ainda mais a qualidade espermática. Este método não foi recomendado para catetos. No segundo experimento, as densidades do gradiente Percoll® (PG 45–90% e PG 35–70%) foram comparadas sobre os parâmetros de qualidade espermática. PG 45–90% melhoraram a velocidade média do trajeto (VAP; 96,8 vs. 69,7 μm/sec), velocidade linear (VSL; 88,4 vs. 56,0 μm/sec) e linearidade (LIN; 66,0 vs. 46,0%) em comparação ao grupo controle, enquanto PG 35–70% afetaram negativamente a motilidade e qualidade espermática. No terceiro experimento, o efeito do PG 45–90% e da lavagem por centrifugação (LC) foi avaliado sobre a cinética de motilidade espermática e fertilização heteróloga usando oócitos suínos. PG 45–90% melhoraram alguns parâmetros cinéticos de motilidade em comparação aos grupos controle e LC. Contudo, as taxas de clivagem (26,3 e 25,2%) e mórulas (10,5 e 8,1%) não diferiram entre os grupos. Assim, PG 45–90% e LC foram eficientes no isolamento de espermatozoides móveis de catetos, os quais foram capazes de fertilizar oócitos suínos e promover o desenvolvimento de embriões híbridos. Já a segunda etapa organizada em dois experimentos teve como objetivo determinar as condições de capacitação espermática, por meio da comparação do meio Tyrode albumina lactato piruvato (TALP) na ausência e na presença de heparina, cafeína e sua combinação por diferentes tempos de incubação (1, 3 e 6 h). No primeiro experimento, a influência das condições de capacitação foi avaliada sobre a qualidade espermática. Os parâmetros de motilidade progressiva (48,6 vs. 32,3%), retilinearidade (71,1 vs. 64,6%), LIN (40,7 vs. 35,2%) e espermatozoides rápidos (51,7 vs. 35,6%) foram superiores usando TALP com heparina em comparação ao TALP com cafeína. O meio TALP com heparina ou cafeína aumentaram a taxa de capacitação espermática em comparação com o TALP (75,5 vs. 75,9 vs. 55,0%, respectivamente), sendo a porcentagem máxima de capacitação alcançada após 3 h de incubação (77,5%). Adicionalmente, os espermatozoides submetidos à capacitação com heparina apresentaram menor estresse oxidativo após 1 h de incubação. Portanto, espermatozoides de catetos podem ser capacitados com cafeína ou heparina; mas a heparina melhorou a motilidade espermática, sendo recomendada para a capacitação espermática. No segundo experimento, a funcionalidade de espermatozoides capacitados em TALP com heparina foi avaliada comparando os tempos de incubação de 3 e 6 h. Não houve diferença entre os tempos de incubação na média de espermatozoides ligados à zona pelúcida de oócitos suínos (3 h: 47,0 vs. 6 h: 71,1 espermatozoides/oócito). Portanto, a incubação de gametas em TALP com heparina por 3 h pode ser eficiente para FIV na espécie. Em síntese, as condições de seleção e capacitação espermática foram estabelecidas e representam um avanço significativo para o desenvolvimento da FIV em catetos, permitindo sua utilização para a conservação e emprego comercial da espécie. |
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Estratégias de seleção e capacitação espermática para a produção in vitro de embriões em catetos (Pecari tajacu Linnaeus, 1758)Sperm selection and capacitation strategies for in vitro embryo production in collared peccaries (Pecari tajacu Linnaeus, 1758)CIENCIAS AGRARIAS::MEDICINA VETERINARIAmamíferos silvestresfertilização in vitroprocessamento espermáticoespermatozoidesagentes capacitanteswild mammalsin vitro fertilizationsperm processingspermatozoacapacitating agentsA produção de embriões por fertilização in vitro (FIV) possibilita uma abordagem científica, conservacionista e comercial dos catetos, mamíferos silvestres de importância biológica e com potencial de mercado. Contudo, informações sobre as variáveis envolvidas na seleção e capacitação espermática que antecede à FIV ainda são escassas em catetos. Assim, o objetivo foi aperfeiçoar o processamento espermático para a FIV em catetos. Para tanto, a presente tese foi dividida em duas etapas. A primeira etapa organizada em três experimentos teve como objetivo avaliar diferentes métodos de seleção espermática. No primeiro experimento, o efeito da centrifugação para remoção do plasma seminal antes do swim-up foi avaliado sobre a qualidade espermática. Neste experimento, o swim-up reduziu a motilidade (51,9 vs. 90,4%) e aumentou os níveis de espécies reativas de oxigênio em comparação com o controle (não selecionado), tendo a centrifugação prejudicado ainda mais a qualidade espermática. Este método não foi recomendado para catetos. No segundo experimento, as densidades do gradiente Percoll® (PG 45–90% e PG 35–70%) foram comparadas sobre os parâmetros de qualidade espermática. PG 45–90% melhoraram a velocidade média do trajeto (VAP; 96,8 vs. 69,7 μm/sec), velocidade linear (VSL; 88,4 vs. 56,0 μm/sec) e linearidade (LIN; 66,0 vs. 46,0%) em comparação ao grupo controle, enquanto PG 35–70% afetaram negativamente a motilidade e qualidade espermática. No terceiro experimento, o efeito do PG 45–90% e da lavagem por centrifugação (LC) foi avaliado sobre a cinética de motilidade espermática e fertilização heteróloga usando oócitos suínos. PG 45–90% melhoraram alguns parâmetros cinéticos de motilidade em comparação aos grupos controle e LC. Contudo, as taxas de clivagem (26,3 e 25,2%) e mórulas (10,5 e 8,1%) não diferiram entre os grupos. Assim, PG 45–90% e LC foram eficientes no isolamento de espermatozoides móveis de catetos, os quais foram capazes de fertilizar oócitos suínos e promover o desenvolvimento de embriões híbridos. Já a segunda etapa organizada em dois experimentos teve como objetivo determinar as condições de capacitação espermática, por meio da comparação do meio Tyrode albumina lactato piruvato (TALP) na ausência e na presença de heparina, cafeína e sua combinação por diferentes tempos de incubação (1, 3 e 6 h). No primeiro experimento, a influência das condições de capacitação foi avaliada sobre a qualidade espermática. Os parâmetros de motilidade progressiva (48,6 vs. 32,3%), retilinearidade (71,1 vs. 64,6%), LIN (40,7 vs. 35,2%) e espermatozoides rápidos (51,7 vs. 35,6%) foram superiores usando TALP com heparina em comparação ao TALP com cafeína. O meio TALP com heparina ou cafeína aumentaram a taxa de capacitação espermática em comparação com o TALP (75,5 vs. 75,9 vs. 55,0%, respectivamente), sendo a porcentagem máxima de capacitação alcançada após 3 h de incubação (77,5%). Adicionalmente, os espermatozoides submetidos à capacitação com heparina apresentaram menor estresse oxidativo após 1 h de incubação. Portanto, espermatozoides de catetos podem ser capacitados com cafeína ou heparina; mas a heparina melhorou a motilidade espermática, sendo recomendada para a capacitação espermática. No segundo experimento, a funcionalidade de espermatozoides capacitados em TALP com heparina foi avaliada comparando os tempos de incubação de 3 e 6 h. Não houve diferença entre os tempos de incubação na média de espermatozoides ligados à zona pelúcida de oócitos suínos (3 h: 47,0 vs. 6 h: 71,1 espermatozoides/oócito). Portanto, a incubação de gametas em TALP com heparina por 3 h pode ser eficiente para FIV na espécie. Em síntese, as condições de seleção e capacitação espermática foram estabelecidas e representam um avanço significativo para o desenvolvimento da FIV em catetos, permitindo sua utilização para a conservação e emprego comercial da espécie.The embryo production by in vitro fertilization (IVF) enables a scientific, conservationist and commercial approach to collared peccaries, wild mammals of biological importance and with market potential. However, the efficiency of IVF is directly influenced by variables that until now had not been established in collared peccaries. Thus, the aim was to improve sperm processing for IVF in peccaries. Therefore, this thesis was divided into two stages. The first stage, organized into three experiments, aimed to evaluate different sperm selection methods. In the first experiment, the effect of centrifugation to remove seminal plasma before the swimup on sperm quality was evaluated. In this experiment, swim-up decreased motility (51.9 vs. 90.4%) and increased levels of reactive oxygen species compared to control (unselected), with centrifugation further impairing sperm quality. This method is not recommended for collared peccaries. In the second experiment, Percoll® gradient densities (PG 45–90% and PG 35–70%) were compared on sperm quality parameters. PG 45–90% improved velocity average pathway (VAP; 96.8 vs. 69.7 μm/sec), velocity straight line (VSL; 88.4 vs. 56.0 μm/sec) and linearity (LIN; 66.0 vs. 46.0%) compared to the control group, while PG 35–70% negatively affected sperm motility and quality. In the third experiment, the effect of PG 45–90% and washing by centrifugation (WC) was evaluated on sperm motility kinetics and heterologous fertilization using porcine oocytes. PG 45–90% improved some kinetic parameters of motility compared to control and WC groups. However, cleavage (26.3% and 25.2%) and morulae (10.5% and 8.1%) rates did not differ between groups. Thus, PG 45–90% and WC were efficient in isolating motile collared peccary sperm, which were able to fertilize porcine oocytes and promote the development of hybrid embryos. The second stage, organized into two experiments, aimed to determine the ideal conditions for sperm capacitation, by comparing Tyrode's albumin lactate pyruvate (TALP) medium in the absence and presence of heparin, caffeine and their combination for different incubation times (1, 3 and 6 h). In the first experiment, the influence of capacitating conditions was evaluated on sperm quality. Progressive motility parameters (48.6 vs. 32.3%), straightness (71.1 vs. 64.6%), LIN (40.7 vs. 35.2%) and rapid sperm (51.7 vs. 35.6%) were superior using TALP with heparin compared to TALP with caffeine. The TALP medium with heparin or caffeine increased the sperm capacitation rate compared to TALP (75.5 vs. 75.9 vs. 55.0%, respectively), with the maximum percentage of capacitation achieved after 3 h of incubation (77.5%). Additionally, sperm subjected to capacitation with heparin showed lower oxidative stress after 1 h of incubation. Therefore, collared peccary spermatozoa can be capacitated with caffeine or heparin; but heparin improved sperm motility, being recommended for sperm capacitation. In the second experiment, the functionality of spermatozoa capacitated in TALP with heparin was evaluated by comparing the incubation times of 3 and 6 h. There was no difference between incubation times in the average of spermatozoa bound to the zona pellucida of porcine oocytes (3 h: 47.0 vs. 6 h: 71.1 spermatozoa/oocyte). Therefore, incubation of gametes in TALP with heparin for 3 h may be efficient for IVF in this species. In summary, the conditions for sperm selection and capacitation were established and represent a significant advance for the development of IVF in peccaries, allowing its use for the conservation and commercial use of the species.143 p.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESCCABrasilCentro de Ciências Agrárias - CCAUFERSAUniversidade Federal Rural do Semi-ÁridoPrograma de Pós-Graduação em Ciência AnimalPereira, Alexsandra FernandesSilva, Alexandre RodriguesPereira, Alexsandra FernandesAndrade, André Furugen Cesar deOliveira, Rodrigo Vasconcelos deBatista, Ribrio Ivan Tavares PereiraSilva, Alexandre RodriguesSantos, Maria Valéria de Oliveira2024-09-03T11:08:03Z2024-09-03T11:08:03Z2023-02-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesispdfapplication/pdfhttp://lattes.cnpq.br/8114638410593492http://lattes.cnpq.br/7500340294016481SANTOS, Maria Valéria de Oliveira. Estratégias de seleção e capacitação espermática para a produção in vitro de embriões em catetos (Pecari tajacu Linnaeus, 1758). 2023. 143 f. Tese (Doutorado em Ciência Animal) - Universidade Federal Rural do Semi-Árido. Mossoró, 2023.https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/11541MossoróAttribution-ShareAlike 3.0 BrazilUFERSAhttp://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)instname:Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)instacron:UFERSA2024-09-03T19:08:03Zoai:repositorio.ufersa.edu.br:prefix/11541Repositório Institucionalhttps://repositorio.ufersa.edu.br/PUBhttps://repositorio.ufersa.edu.br/server/oai/requestrepositorio@ufersa.edu.br || admrepositorio@ufersa.edu.bropendoar:2024-09-03T19:08:03Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU) - Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)false |
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