Acúmulo lipídico oocitário em bovinos: efeitos de variações no sistema de maturação in vitro

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Alves, Luana
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74135/tde-24092024-153854/
Resumo: O sucesso reprodutivo depende da competência oocitária, que pode ser prejudicada quando estes gametas são submetidos ao ambiente in vitro. Um dos efeitos comumente observados é o acúmulo excessivo de lipídeos durante a maturação acarretando perda de qualidade, alteração de metabolismo, menor tolerância à criopreservação e redução na taxa de prenhez. Os componentes do meio de maturação in vitro (MIV) e o transporte de biomoléculas entre células do cumulus-oócito via projeções tranzonais (TZPs) e vesículas extracelulares pequenas (VEs) são apontados como fatores cruciais nesse mecanismo. Com isso, nossa hipótese é de que a composição do meio de MIV e a comunicação entre células do cumulus e oócito modulam o acúmulo lipídico intraoocitário, bem como a expressão de genes específicos nos complexos cumulus-oócito (CCOs) bovinos. No Experimento 1 investigamos os efeitos da presença ou ausência de VEs pequenas do soro fetal bovino (SFB) no meio de MIV sobre o acúmulo lipídico intraoocitário após 9 h de maturação através da caracterização das VEs do SFB quanto à presença, tamanho e concentração, e avaliando o seu efeito em diferentes meios de MIV sobre o acúmulo de gotas lipídicas no oócito e taxa de maturação. Comprovamos a presença de VEs no SFB, tendo tamanho médio de 144nm e concentração 1,15¹¹ partículas/mL. Não houve efeito da presença/ausência no acúmulo de gotas lipídicas e na taxa de maturação. No Experimento 2 analisamos a influência do tempo de comunicação no CCO via TZPs sobre o acúmulo lipídico intraoocitário durante a MIV validando o sistema de pré-MIV como modelo experimental, e avaliamos o acúmulo lipídico em CCOs que passaram por pré-MIV e foram maturados em meio MIV convencional (MC) e em meio MIV modificado (MF). Foi analisado o acúmulo de gotas lipídicas e taxa de maturação nos oócitos, além dos transcritos e genes específicos em CCs após 9h de MIV (RNASeq). Não houve diferença no acúmulo de gotas lipídicas entre os grupos, mas houve uma tendência de maior acúmulo lipídico em oócitos que passaram pela pré-MIV. As taxas de maturação não foram diferentes. Os resultados do RNASeq mostram efeito da presença/ausência da pré-MIV no padrão de transcritos, identificando 83 genes diferencialmente expressos (DEGs): genes da via de regulação do citoesqueleto de actina no grupo PMIV; e genes que regulam as vias de processamento de proteínas pelo retículo endoplasmático, sinalização do estrógeno, sinalização da TGF-beta e de metabolismo lipídico no grupo MIV. Analisando os genes específicos pelo valor de transcritos por milhão (TPM), encontramos os genes SCD e ATF4 aumentados no grupo PMIV; e genes ACACA, FABP3 e HSPA5 aumentados no grupo MIV. Concluímos que a presença/ausência das VEs do SFB não é um fator determinante para o acúmulo lipídico oocitário tampouco para alterar o desenvolvimento oocitário durante a MIV. Por outro lado, a modulação da comunicação no CCO através da pré-MIV se mostrou um modelo promissor para entender o mecanismo pelo qual o oócito acumula mais lipídios no ambiente in vitro, uma vez que foram observados efeitos sobre os transcritos e genes específicos em CCs com uma alteração discreta no fenótipo oocitário. Estudos envolvendo genes relacionados a lipólise e lipogênese em oócitos que passaram por pré-MIV são interessantes como próximo passo, pois os oócitos que passaram por pré-MIV podem estar suprimindo a expressão desses genes por acumularem mais gotas lipídicas em seu citoplasma.
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Com isso, nossa hipótese é de que a composição do meio de MIV e a comunicação entre células do cumulus e oócito modulam o acúmulo lipídico intraoocitário, bem como a expressão de genes específicos nos complexos cumulus-oócito (CCOs) bovinos. No Experimento 1 investigamos os efeitos da presença ou ausência de VEs pequenas do soro fetal bovino (SFB) no meio de MIV sobre o acúmulo lipídico intraoocitário após 9 h de maturação através da caracterização das VEs do SFB quanto à presença, tamanho e concentração, e avaliando o seu efeito em diferentes meios de MIV sobre o acúmulo de gotas lipídicas no oócito e taxa de maturação. Comprovamos a presença de VEs no SFB, tendo tamanho médio de 144nm e concentração 1,15¹¹ partículas/mL. Não houve efeito da presença/ausência no acúmulo de gotas lipídicas e na taxa de maturação. No Experimento 2 analisamos a influência do tempo de comunicação no CCO via TZPs sobre o acúmulo lipídico intraoocitário durante a MIV validando o sistema de pré-MIV como modelo experimental, e avaliamos o acúmulo lipídico em CCOs que passaram por pré-MIV e foram maturados em meio MIV convencional (MC) e em meio MIV modificado (MF). Foi analisado o acúmulo de gotas lipídicas e taxa de maturação nos oócitos, além dos transcritos e genes específicos em CCs após 9h de MIV (RNASeq). Não houve diferença no acúmulo de gotas lipídicas entre os grupos, mas houve uma tendência de maior acúmulo lipídico em oócitos que passaram pela pré-MIV. As taxas de maturação não foram diferentes. Os resultados do RNASeq mostram efeito da presença/ausência da pré-MIV no padrão de transcritos, identificando 83 genes diferencialmente expressos (DEGs): genes da via de regulação do citoesqueleto de actina no grupo PMIV; e genes que regulam as vias de processamento de proteínas pelo retículo endoplasmático, sinalização do estrógeno, sinalização da TGF-beta e de metabolismo lipídico no grupo MIV. Analisando os genes específicos pelo valor de transcritos por milhão (TPM), encontramos os genes SCD e ATF4 aumentados no grupo PMIV; e genes ACACA, FABP3 e HSPA5 aumentados no grupo MIV. Concluímos que a presença/ausência das VEs do SFB não é um fator determinante para o acúmulo lipídico oocitário tampouco para alterar o desenvolvimento oocitário durante a MIV. Por outro lado, a modulação da comunicação no CCO através da pré-MIV se mostrou um modelo promissor para entender o mecanismo pelo qual o oócito acumula mais lipídios no ambiente in vitro, uma vez que foram observados efeitos sobre os transcritos e genes específicos em CCs com uma alteração discreta no fenótipo oocitário. Estudos envolvendo genes relacionados a lipólise e lipogênese em oócitos que passaram por pré-MIV são interessantes como próximo passo, pois os oócitos que passaram por pré-MIV podem estar suprimindo a expressão desses genes por acumularem mais gotas lipídicas em seu citoplasma.Reproductive success depends on oocyte competence, which can be negatively affected when these gametes are subjected to an in vitro environment. One of the commonly observed adverse effects is the excessive accumulation of lipids during maturation, resulting in loss of quality, metabolism changes, lower tolerance to cryopreservation and pregnancy rate reduction. The components of in vitro maturation medium (IVM) and the transport of biomolecules between cumulus- oocyte cells via transzonal projections (TZPs) and small extracellular vesicles (EVs) are shown to be crucial in this mechanism. Thus, our hypothesis is that the composition of the IVM medium and the communication between cumulus and oocyte cells modulate intraoocyte lipid accumulation, as well as the expression of related genes in bovine cumulus-oocyte complexes (COCs). In Experiment 1 we investigated the effects of presence or absence of small fetal calf serum (FCS) EVs in IVM medium regarding intraoocyte lipid accumulation after 9 h of IVM through EVs characterization by presence, size and concentration, and its effect on oocytes lipid droplets accumulation and maturation rate. We confirmed the presence of FCS small EVs with average size of 144nm and concentration of 1,15¹¹ particles/mL. Presence or absence of FCS small EVs showed no effect on lipid droplets and maturation rate. In Experiment 2 we assessed the influence of prologued communication within COC mediated by TZPs regarding intraoocyte lipid accumulation during IVM validating a pre-IVM (PIVM) system for this experimental model, as well as intraoocyte lipid accumulation in COCs that were submitted to pre-IVM and were matured in conventional medium (MC) and modified medium (MF). Oocytes lipid droplets accumulation and maturation rate were assessed, along with transcript patterns and specific genes in cumulus cells (CCs) after 9 h IVM (RNASeq Sequencing). There was no difference on lipid droplets comparing all experimental groups, however we identified a tendency of higher lipid accumulation on PIVM oocytes. Maturation rates had no difference. RNASeq results showed effect of PIVM presence or absence on transcripts patterns identifying 83 differentially expressed genes (DEGs): the Regulation of Actin Cytoskeleton Pathway genes in PIVM group; and genes that regulates protein processing in endoplasmic reticulum, estrogen signaling, TGF-beta signaling and lipid metabolism in IVM group. Analyzing specific genes by transcripts per million value (TPM), we found SCD and ATF4 genes increased in the PMIV group; and ACACA, FABP3 and HSPA5 genes increased in the MIV group. We conclude that the presence/absence of SFB EVs is not a determining factor for oocyte lipid accumulation nor for altering oocyte development during IVM. Nonetheless, the modulation of communication in the COC through PIVM proved to be a promising model to understand the mechanism by which the oocyte accumulates more lipids in in vitro environment, once effects were observed on specific transcripts genes in CCs with a slight change in oocytes phenotype. Studies regarding lipolysis and lipogenesis related genes in oocytes that have undergone PIMV are interesting as a next step, as oocytes that have undergone PIMV may be suppressing the expression of these genes in response to higher lipid droplets in their cytoplasm.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPPerecin, FelipeAlves, Luana2024-05-10info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74135/tde-24092024-153854/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-09-25T13:17:02Zoai:teses.usp.br:tde-24092024-153854Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-09-25T13:17:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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