Bovine in vitro embryo production protocol: does it really influence embryo cryotolerance?

The protocol of  in vitro production (IVP) of bovine embryos is one of the critical factors determining embryo viability after cryopreservation. In this study were used two differents protocols to produce IVP bovine embryos, with variations in protein source, oocyte/zygote density per media volume, with the aim to determine the in vitro and in vivo embryo survival after vitrification using hand-pulled glass micropipettes. Expanded blastocysts (D7) were morphologically selected by size (?180 ?m) and osmotic behavior before they were randomly allocated to sub-groups by protocol: non-vitrified embryos (control; C) and vitrified embryos (V). For the evaluation of the in vitro survival, control embryos and a group of warmed vitrified embryos were in vitro-cultured (IVC) for 72 h. Re-expansion rates of warmed embryos at 24 h of IVC were 94.8% and 93.2% for Protocols 1 and 2, respectively. Hatching rates at 72 h of IVC of embryos from Protocol 1 (C=80% and V=75.8%) tended to be higher (P=0.0561, Chi2 test) than those from Protocol 2 (C=67.2% and V=59.3%). For the evaluation of in vivo survival, 21 vitrified embryos per protocol were singly non-surgically transferred to synchronized recipients (n=42) after the in-straw cryoprotectant dilution, resulting in 4 (19%) pregnancies per group on Day 60 of gestation. In conclusion, despite a lower variation on in vitro embryo development between both IVP protocols, the use of different protocols under the same laboratory conditions did not afect the in vitro and in vivo embryo viability after vitrification into hand-pulled glass micropipettes

CONGELAMENTO ULTRA – RÁPIDO DE EMBRIÕES BOVINOS

The aim of this study was to evaluate the ultra- rapid freezing of bovine embryos in vivo produced. Eight Bos taurus cows were submitted to embryo collection on day seven after multiple ovulation estrous induction. Only embryos at the late morulae and early blastocyst stage, and classified as grade one or two, according International Embryo Transfer Society (IETS), were used. After selected, twenty-seven embryos were exposed to a solution with 3.0M of glycerol and 0.25M of sucrose in Dulbecco’s medium (DPBSm), and individually loaded in 0.25ml straw. After 10 minutes, the straw was placed on a 1.5cm height styrofoam platform maintained floating in the liquid nitrogen. The straw was maintained in the cold vapor during one minute and then plunged in the liquid nitrogen. The warming was performed by five seconds air exposure, followed by the submersion in a 35C water-bath during 20 seconds. The intracellular cryoprotectant removal was performed by the use of an osmotic 0.25M sucrose gradient, during 10 minutes, followed by DPBSm to complete the rehidration. The embryos were then loaded in 0.25ml straws and inovulated in synchronous recipients, by transcervical method. Twenty-six of twenty-seven frozen embryos were transferred, resulting in five pregnant (19.2%) recipients, and born of five healthy and normal calves. We conclude that the ultra-rapid freezing method permits the cryopreservation of in vivo bovine embryos, however the pregnancy rates are still lower than that obtained with the conventional freezing method, indicating the need of new investigations to adequate the method for bovine embryos.Com o objetivo de avaliar o método ultra–rápido no congelamento de embriões bovinos produzidos in vivo, oito vacas Bos taurus foram submetidas a coleta de embriões, sete dias após o estro subseqüente ao tratamento superovulatório. Foram utilizados embriões no estágio de mórula compacta e blastocisto jovem, com qualidade um ou dois, de acordo com os critérios da Sociedade Internacional de Transferência de Embriões (IETS). Após selecionados, vinte e sete embriões foram expostos a uma solução com 3,0M de glicerol e 0,25M de sacarose em meio de Dulbeccos (DPBSm) e envasados individualmente em palhetas de 0,25ml. Após 10 minutos, as palhetas foram acondicionadas sobre uma plataforma de isopor com 1,5cm de altura, mantida flutuando sobre o nitrogênio, com exposição ao vapor gelado por um minuto, antes de serem mergulhadas no líquido. Para o descongelamento, as palhetas foram expostas ao ar por cinco segundos, seguido da imersão em banho-maria a 35oC, por 20 segundos. A remoção do glicerol intracelular foi efetuada com um gradiente osmótico de 0,25M de sacarose em DPBSm durante 10 minutos, passando a seguir para o DPBSm onde completaram a rehidratação. Dos vinte e sete embriões congelados, vinte e seis foram transferidos, resultando em cinco receptoras prenhes (19,2%) e no nascimento de cinco animais normais e saudáveis. Conclui-se que o método de congelamento ultra-rápido permite a criopreservação de embriões bovinos produzidos in vivo, entretanto com índices de prenhez inferiores aos obtidos com o método de congelamento convencional, indicando a necessidade de novas investigações para adequação do método para a espécie bovina

VITRIFICAÇÃO DE OVÓCITOS BOVINOS COM A UTILIZAÇÃO DE MICROPIPETAS DE VIDRO OU PALHETAS ESTIRADAS

To evaluate the effect of different embryo containers in vitrification procedure, oocytes obtained from 2 to 8mm size follicles were randomly allocated in three groups and submitted to maturation in TCM 199 Earle salts medium with 10% of estrus mare serum (SEE), at 39C, with 5% CO2 atmosphere and 95% of relative humidity. After 22 hours of culture, two groups were submitted to a partial remove of cumulus cells by successive pipeting in a maintenance medium (TCM-Hepes + 10% fetal calf serum) and then exposed to an equilibrium solution with 50l of EG and 50l of DMSO in 400l of maintenance medium, for 30 seconds. After that, they were transferred to a vitrification solution composed by 300l of 0.8M sucrose solution in TCM-Hepes with 20% of fetal calf serum, added with 100l of EG and 100l of DMSO, and loaded in groups of five, in glass micropipetes (MV-T1) or pulled straws (OPS-T2) and vitrified. The warming was performed by direct immersion of MV or OPS in a 0.3M Sucrose solution in maintenance medium, at 37 - 38ºC, during five minutes. The oocytes were then transferred to a 0.15M sucrose solution (five minutes) and then to a maintenance medium. Then, the oocytes of both groups returned to the maturation medium for an additional two hours culture period. All groups were then submitted to the same fertilization and culture procedures. Fertilization was performed with 1 x 106 spermatozoa/ml, selected by swim- up procedure, and the incubation of oocytes / spermatozoa was performed in 400l of TALP-FERT medium with 30g/ml of heparin, during 18–22 hours. The culture was performed in SOFaaci. The cleavage rate of 55.5%, 54.6% and 78.6% was observed in the treatments MV, OPS and Control, respectively. The blastocyst rate was 10.0 and 7.9% for the MV and OPS treatments, respectively. There was not significant differences between treatments (p>0.05) and both were inferior (p<0.05) to the Control, 42.8%. These results demonstrated that the glass micropipetes could be used in the bovine oocyte vitrification, providing similar results than those obtained with the OPS.  Com o objetivo de avaliar diferentes formas de envase no processo de vitrificação, complexos cumulus oophorus (CCOs) obtidos de folículos entre 2 e 8mm foram divididos aleatoriamente em três grupos e submetidos a maturação em TCM 199 sais de Earle com 10% de soro de égua em estro (SEE), em estufa a 39oC, com atmosfera de 5% de CO2 e 95% de umidade relativa. Com 22 horas de cultivo os grupos a serem vitrificados foram submetidos a pipetagens sucessivas para o desnudamento parcial, em uma placa contendo meio de manutenção (TCM-Hepes com 10% de soro fetal bovino - SFB), sendo então expostos a uma solução de equilíbrio composta por 400l de meio de manutenção, adicionado de 50l de EG e 50l de DMSO, por 30 segundos. Em seguida foram transferidos para a solução de vitrificação composta por 300l de uma solução de sacarose 0,8M em TCM-Hepes com 20% SFB, acrescido de 100l de EG e 100l de DMSO, envasados em grupos de cinco, em micropipetas de vidro (MV T1) ou palhetas estiradas (OPS T2) e vitrificados. O reaquecimento foi realizado pela imersão direta das MV e OPS numa solução de Sacarose 0,3M em meio de manutenção, a 37 – 38ºC, onde os CCOs permaneceram por cinco minutos, quando foram transferidos para uma solução com 0,15M de sacarose por mais cinco minutos, antes de retornarem para o meio de manutenção. A seguir os ovócitos dos dois grupos retornaram ao meio de maturação por mais duas horas. A partir de então, todos os grupos foram submetidos aos mesmos procedimentos de fecundação e cultivo. Para a fecundação utilizou-se sêmen selecionado pelo processo de migração ascendente (swim-up), em meio TALP-SPERM, utilizando-se uma concentração final de 1 x 106 espermatozóides/ml. A incubação dos ovócitos com espermatozóides foi realizada por 18 – 22 horas, em 400l do meio TALP-FERT, adicionado de 30g/ml de heparina. O cultivo foi realizado em SOFaaci, sendo avaliadas as taxas de clivagem e blastocistos. Observou-se uma taxa de clivagem de 55,5, 54,6 e 78,6% para os tratamentos MV, OPS e Controle, respectivamente. A taxa de blastocistos foi 10,0 e 7,9% para os tratamentos MV e OPS, respectivamente, que não diferiram entre si (p>0,05) e foram inferiores (p<0,05) aos 42,8% do tratamento controle. Os resultados deste estudo demonstram que as micropipetas de vidro estiradas podem ser utilizadas na vitrificação de ovócitos bovinos, proporcionando resultados semelhantes aqueles obtidos com as palhetas estiradas. &nbsp

Aspiração folicular em vacas Bos taurus e Bos indicus e vitrificação dos oócitos em condições de campo

The aim of this study was to evaluate the viability of cryopreservation of bovine oocytes from Bos taurus and Bos indicus cows, at field conditions. The average rate of oocyte recovered by Ovum Pick up (OPU) from Bos taurus taurus cows (Devon) or Bos taurus indicus cows (Nelore), and the embryo development after vitrification were determined. After 60 sessions, an average rate of 4.6 oocytes/session was obtained from Devon cows. This number was significantly lower than the 16.3 oocytes obtained from Nelore cows, in 12 sessions. Selected recovered oocytes were vitrified in 20% EG + 20% DMSO + 0.5 M sucrose, in TCM 199 medium, with open pulled straws (OPS) technology, and stored in a cryogenic container. Just after warmed, oocytes were submitted to standard in vitro maturation, fertilization and culture in the laboratory. There were no differences in cleavage rates obtained from Devon cows oocytes (17.6%) and Nelore cows oocytes (29.1%). Evaluation of embryo development resulted in only one blastocyst obtained from Devon cows. Data from this study showed that Bos taurus indicus cows had higher oocytes recovery rates when compared with Bos taurus taurus, and that association of OPU with oocytes vitrification at farm conditions resulted in unsatisfactory indexes of embryo development, regardless of cow breed.Com o objetivo de avaliar a viabilidade da criopreservação de oócitos de fêmeas taurinas e zebuínas em condição de campo, este estudo determinou a taxa média de oócitos obtidos por punção folicular in vivo (OPU) de fêmeas bovinas Bos taurus taurus (Devon) e Bos taurus indicus (Nelore), bem como o desenvolvimento embrionário após a vitrificação destes oócitos. Em 60 sessões, obteve-se média de 4,6 oócitos por sessão de OPU nas vacas Devon, número significativamente inferior aos 16,3 oócitos obtidos nas vacas Nelore, em 12 sessões. Os oócitos selecionados foram vitrificados em solução de 20% de EG + 20% de DMSO + 0,5 M de sacarose, em meio TCM 199, utilizando-se palhetas estiradas (OPS). O reaquecimento foi efetuado em laboratório, seguindo-se a maturação, fecundação e cultivo in vitro. As taxas de clivagem obtidas foram 17,6% no grupo de vacas Devon e 29,1% no grupo Nelore, não havendo diferença significativa entre as mesmas. Na avaliação do desenvolvimento embrionário, obteve-se apenas um blastocisto no grupo Devon. Concluiu-se que fêmeas zebuínas (Nelore) proporcionam maior taxa de oócitos recuperados por sessão em relação às fêmeas taurinas (Devon), e que a associação da OPU com a vitrificação dos oócitos na própria fazenda não proporciona taxas aceitáveis de desenvolvimento embrionário, independente da origem dos animais

Embriões bovinos PIV vitrificados em diferentes soluções crioprotetoras com ou em o uso de nitrogênio super-resfriado

O total aproveitamento de embriões PIV ainda depende de uma metodologia eficiente de criopreservação. Este estudo avaliou a taxa de eclosão de embriões bovinos PIV, vitrificados em OPS usando três diferentes soluções crioprotetoras (Experimento 1) e o emprego de nitrogênio normal (-196°C) ou super-resfriado (-210°C) (Experimento 2). No primeiro experimento (12 repetições) 576 blastocistos expandidos (Bx) PIV foram aleatoriamente alocados em 4 grupos: G1 (20% EG + 20% DMSO), G2 (25% EG + 25% GLI), G3 (20% EG + 20% PRO) e G4 (controle não vitrificado). Após 72 horas de cultivo in vitro, a taxa de eclosão do grupo controle (84,0%) foi superior às observadas nos grupos vitrificados (

Otimização do sistema de produção de clones por transferência nuclear de célula somática (NTSC)

A técnica de transferência nuclear é uma ferramenta que possibilita a produção de embriões clones que podem ser utilizados tanto na clonagem reprodutiva como no modelo para o estudo de diversos mecanismos fisiológicos durante o desenvolvimento embrionário. Neste sentido, embriões clones bovinos foram produzidos por transferência nuclear, com o objetivo de estabelecer a técnica de clonagem, bem como otimizála para as condições do Laboratório de Embriologia e Biotécnicas de Reprodução da UFRGS. Durante este estudo, 1.123 estruturas foram reconstruídas em diferentes condições, sendo que 95 blastocistos foram produzidos em 56 replicações. O primeiro blastocisto foi produzido na 5ª rotina. Após a transferência de parte destes embriões, 13 prenhezes foram estabelecidas, entretanto, a maioria delas foi interrompida no terço inicial da gestação. Uma prenhez gemelar alcançou 260 dias, momento em que os fetos foram abortados. Outra gestação foi a termo, com o nascimento de um clone vivo, porém, o animal veio a óbito 42 horas após o nascimento

Expressão gênica das células do cumulus oophorus de bovinos após a vitrificação

Um dos desafios da criobiologia continua sendo o desenvolvimento de um método que proporcione a manutenção da viabilidade após a criopreservação de oócitos imaturos na espécie bovina. A vitrificação tem sido a metodologia que proporciona resultados de sobrevivência após a criopreservação mais promissores para complexos  cumulus-oócito (CCOs) imaturos bovinos. Entretanto, a ação dos crioprotetores sobre as células do cumulus oophorus, no que diz respeito à regulação da expressão de genes importantes nesta fase, ainda é pouco compreendida. O objetivo do trabalho foi avaliar a expressão gênica das proteínas ácido hialurônico sintase 2 (HAS2), link protein (HAPLN1), conexina 43 (GJA1) e proteína de choque térmico HSP70-1 (HSP70-1) em células do cumulus oophorus de oócitos imaturos bovinos submetidos a exposição e/ou vitrificação na solução crioprotetora (SV) composta por 20% de etileno glicol (EG) + 20% dimetil sulfóxido (DMSO) + 0,5M de sacarose. Os CCOs foram selecionados e distribuídos em 4 grupos experimentais: G1, CCOs não submetidos a maturação in vitro (MIV); G2, CCOs submetidos à MIV; G3, CCOs maturados após a exposição à SV; e G4, CCOs maturados após a vitrificação com a SV. A MIV foi realizada em TCM 199, suplementado com soro de égua em estro, à 39oC, 5% de CO2 e máxima umidade relativa, por 22 a 24 horas. A extração do RNA das amostras de células do cumulus foi realizada pelo método do fenol-clorofórmio seguido por uma etapa de captação específica do mRNA. Após a utilização da técnica de RT-PCR para a obtenção do cDNA e amplificação dos quatro fragmentos específicos, a análise dos resultados não mostrou diferença significativa entre os grupos para a abundância relativa dos transcritos de link protein (p=0,486), HAS2 (p=0,394), conexina 43 (p=0,116) e HSP70-1 (p=0,248)

Does combining estradiol cypionate and GnRH for ovulation induction in recipient cows increase pregnancy rate after timed embryo transfer?

Estradiol cypionate (EC) or GnRH have been widely used for ovulation induction in timed embryo transfer (TET). EC administration increases the proportion of cows that show estrus, whereas GnRH promotes more synchronized ovulations. The aim of the present study was to evaluate the potential beneficial effects of combining EC and GnRH in TET. In experiment 1, no difference was observed on serum progesterone concentrations on Day 6 and 13 after GnRH treatment between GnRH and EC+GnRH groups. In experiment 2, pregnancy per embryo transfer (P/ET) did not differ (p = 0.69) between GnRH (62.8%) and EC+GnRH (58.7%) groups. In conclusion, combining EC and GnRH for ovulation induction does not increase progesterone secretion and pregnancy rate after TET in cattle

Uso de oócitos bovinos como citoplasma receptor na produção de embriões por transferência nuclear de célula somática interespécie (NTSCi) Use of bovine oocytes as recipient cytoplasm in the production of embryos through nuclear transfer of interspecies so

ABSTRACT Interspecies embryo clones have been produced by research groups with relative success in some species. Bovine oocytes matured in vitro and enucleated by micromanipulation were used in three experiments as recipeient cytoplasm in nuclear transfer of ovine, caprine and porcine fibroblasts. The fibroblasts were cultivated until the third passage before being frozen and used. The electrofusion was induced by an application of a 20V pulse during 45 ms. The activation was done with 5 mM ionomycin and subsequently 2 mM 6DMAP. NTSC bovine embryos, NTSCi caprine and ovine embryos were cultivated in SOF medium and NTSCi porcine embryos were cultivated in NCSU23 medium. The fusion rates of the reconstructed complexes with bovine cells did not differ from those observed with ovine cells (88.2%), caprine cells (74.1%) and porcine cells (79.4%). The cleavage rates in ovine (60.3%), caprine (68.4%) and porcine (57.1%) NTSCi groups did not differ from the control group NTSC bovine. The blastocyst rate observed in the group of NTSCi ovine embryos (10.3%) was similar to the group of NTSC bovine embryos (12.7%). In NTSCi caprine embryos, 5.3% of the embryos developed up to the blastocyst stage, while in the NTSCi porcine group there was no development up to the blastocyst stage. In conclusion, the bovine cytoplasm was able to support the embryo development in NTSCi up to the blastocyst stage using ovine and caprine fibroblasts as donor cells. Keywords: Embryo, Clones, Interspecies, Nuclear Transfer, In vitro. RESUMO Embriões clones interespécie vêm sendo produzidos por diferentes grupos de pesquisa, com relativo sucesso em algumas espécies. Oócitos bovinos maturados in vitro e enucleados por micromanipulação foram utilizados em três experimentos como citoplasma receptor na transferência nuclear de fibroblastos ovinos, caprinos e suínos. Os fibroblastos foram cultivados até a terceira passagem antes de serem congelados e utilizados. A eletrofusão foi induzida pela aplicação de um pulso de 20 V durante 45 ms. A ativação foi realizada com 5 mM de ionomicina e 2 mM de 6DMAP. Embriões NTSC bovinos, NTSCi caprinos e ovinos foram cultivados em meio SOF, e embriões NTSCi suínos foram cultivados em NCSU23. As taxas de fusão dos complexos reconstruídos com células bovinas não diferiram daquelas observadas com células ovinas (88,2%), caprinas (74,1%) e suínas (79,4%). As taxas de clivagem nos grupos NTSCi ovino (60,3%), caprino (68,4%) e suína (57,1%) não diferiram dos grupos controles NTSC bovino. A taxa de blastocisto observada nos embriões NTSCi ovinos (10,3%) foi semelhante à taxa observada no grupo NTSC bovino (12,7%). No grupo NTSCi caprino, 5,3% dos embriões chegaram ao estádio de blastocisto, enquanto que no grupo NTSCi suíno não houve desenvolvimento até o estádio de blastocisto. O citoplasma bovino foi capaz de suportar o desenvolvimento de embriões NTSCi até o estádio de blastocisto utilizando-se núcleo de fibroblatos ovinos e caprinos