Nutritional deficiency and placenta calcification underlie constitutive, selective embryo loss in pregnant South American plains vizcacha, Lagostomus maximus (Rodentia, Caviomorpha)

Plains vizcacha females are able to ovulate up to 800 oocytes per estrus cycle. However, just 10–12 embryos are implanted and only two of them, those located nearest the cervix, are gestated to term. Between 26 and 70 days post-coitum, a constitutive resorption occurs from the embryos located proximal to the ovary, extending progressively toward those distally implanted. Our previous studies on the dynamics of gestation in L. maximus, led us to hypothesize some kind of placental and nutritional insufficiency as the basis for the resorption process. We analyzed histology and arterial architecture of the reproductive tract in pregnant and non-pregnant females. Uterine horns are irrigated through the uterine artery, a branch of the internal iliac artery, in an ascending way from the cervix; segmental arteries irrigating the embryo vesicles become thinner as they approach the ovary. Contrast solution administered during angiographies accumulated in the placenta of embryos closest to cervix. Thus, blood stream favors the embryos nearest the cervix, indicating a gradual nutritional deficiency of those closest to the ovary. Besides, placenta becomes calcified early, at mid-gestation, during the resorption process. Finally, the detection of specialized endothelial venules and inflammatory cells suggest the concurrent participation of immunological processes in embryo vesicles undergoing resorption.Fil: Giacchino, Mariela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; ArgentinaFil: Claver, Juan Alberto. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinarias. Cátedra de Histología y Embriologías; ArgentinaFil: Inserra, Pablo Ignacio Felipe. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; ArgentinaFil: Lange, Fernando D.. Universidad Maimónides; ArgentinaFil: Gariboldi, María Constanza. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; ArgentinaFil: Ferraris, Sergio Raúl. Universidad Maimónides; ArgentinaFil: Vitullo, Alfredo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; Argentin

The key action of estradiol and progesterone enables GnRH delivery during gestation in the South American plains vizcacha, Lagostomus maximus

The South American plains vizcacha, Lagostomus maximus, is the only mammal described so far that shows expression of estrogen receptors (ERs) and progesterone receptors (PRs) in gonadotropin-releasing hormone (GnRH) neurons. This animal therefore constitutes an exceptional model for the study of the effect of steroid hormones on the modulation of the hypothalamic-pituitary-ovarian (HPO) axis. By using both in vivo and ex vivo approaches, we have found that pharmacological doses of progesterone (P4) and estradiol (E2) produced an inhibition in the expression of hypothalamic GnRH, while physiological doses produced a differential effect on the pulsatile release frequency or genomic expression of GnRH. Our ex vivo experiment indicates that a short-term effect of E2 modulates the frequency of GnRH release pattern that would be associated with membrane ERs. On the other hand, our in vivo approach suggests that a long-term effect of E2, acting through the classical nuclear ERs-PRs pathway, would produce the modification of GnRH mRNA expression during the GnRH pre-ovulatory surge. Particularly, P4 induced a rise in GnRH mRNA expression and protein release with a decrease in its release frequency. These results suggest different levels of action of steroid hormones on GnRH modulation. We conclude that the fine action of E2 and P4 constitute the key factor to enable the hypothalamic activity during the pregnancy of this mammal.Fil: Inserra, Pablo Ignacio Felipe. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Charif, Santiago Elías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; ArgentinaFil: Fidel, Victoria. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; ArgentinaFil: Giacchino, Mariela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; ArgentinaFil: Schmidt, Alejandro Raúl. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Villarreal, Federico M.. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; ArgentinaFil: Proietto, Sofia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; ArgentinaFil: Cortasa, Santiago Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; ArgentinaFil: Corso, María Clara. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gariboldi, María Constanza. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; ArgentinaFil: Leopardo, Noelia Paola. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Fraunhoffer, Nicolás A.. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; ArgentinaFil: Di Giorgio, Noelia Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Lux Lantos, Victoria A.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Halperin, Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; ArgentinaFil: Vitullo, Alfredo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; ArgentinaFil: Dorfman, Verónica Berta. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Caracterización del proceso de implantación en Lagostomus maximus : un mamífero con poliovulación y reabsorción selectiva

Among Eutherian mammals, L. maximus shows many unusual reproductive traits such as a high ovulation rate and a process of selective embryo resorption that occurs during the first\nhalf of gestation. Despite the high ovulatory rate, a few 8 to 12 oocytes are fertilized and implanted, and just the embryos nearest to the cervix develop normally to term; the remaining embryos are resorbed. A balance between immunological Th1/Th2 processes\nbiased in favor of Th2 activity is needed for a successful gestation; prevalence of Th1\nprocesses is associated with fetal miscarriage. In domestic animals, 80% of embryo loss occurs at the peri-implantation period. Insufficient levels of uterine progesterone (P4) may\ninduce a considerable embryo loss. The aim of this investigation was to analyze the possible causes and mechanisms involved in the unusual embryo resorption process shown in L.\nmaximus and its relationship with immune response. In L. maximus decidualization and embryo resorption are found as two processes that occur in a diferred and reversed way along the uterine horn. The uterine area nearest the cervix showed the higher P4\nconcentration. The only embryo that is gestated to term showed the highest levels of P4 and\nestradiol (E2). This presence of high hormonal levels has its origin in the ascending trajectory of the uterine artery, a branch of iliac artery. During pregnancy, low levels of IL-10 were\nfound with a marked presence of IFN-? indicating an active Th1 immune response. Embryo\nresorption would be originated through apoptosis followed by necrosis, P4 levels being insufficient to trigger the immunoprotection of the embryo. The decrease of P4 during gestation would be responsible of embryo-harmful Th1 cytokine release. When pseudo\novulation takes place at mid-gestation, the formation of secondary CL induces a new rise of P4 which helps to rescue the only surviving foetus from resorption. In L. maximus, hormonal\nalterations during pregnancy induce changes in the immune system that generate the\nselective embryo resorption. Finally, the finding of penile spikes in males led to establish L. maximus as an ovulatory-induced speciesFil: Giacchino, Mariela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinarias. Buenos Aires, ArgentinaL. maximus presenta características reproductivas inusuales en los mamíferos euterios como su elevada tasa de ovulación y un proceso de reabsorción embrionaria selectiva\ndurante la primera mitad de la preñez. A pesar de tener una alta tasa ovulatoria, sólo 8 a 12 oocitos son fecundados e implantados y el embrión más cercano al cérvix en cada cuerno\nuterino presenta un desarrollo normal; el resto sufre reabsorción. Una gestación exitosa\nrequiere un balance inmunológico Th1/Th2 inclinado hacia la actividad Th2; la prevalencia\nde Th1 se asocia con reabsorción fetal. En animales domésticos, el 80% de las pérdidas\nembrionarias ocurre durante el período de peri-implantación. La insuficiencia de\nprogesterona (P4) en circulación uterina podría generar una considerable pérdida de embriones. El objetivo de este trabajo fue analizar las posibles causas y mecanismos del\ninusual proceso de reabsorción embrionaria selectiva que presenta L. maximus y su\nvinculación con la respuesta inmunológica. En L. maximus la decidualización y la reabsorción se presentan como dos procesos que suceden de manera diferida y en sentido\ninverso a lo largo del cuerno uterino. El sector uterino más cercano al cérvix presentó mayor\nconcentración de P4. El único embrión que se gesta a término mostró mayores niveles de P4 y estrógeno (E2). La presencia de mayores niveles hormonales se debería a que la\narteria uterina, rama de la arteria ilíaca, tiene un trayecto ascendente. Durante la preñez se\nencontraron niveles bajos de IL-10 con marcada presencia de IFN-?, indicando una\nrespuesta Th1 activa. La reabsorción embrionaria estaría generada por apoptosis, seguida\nde necrosis. Los niveles de P4 podrían no ser suficientes para generar la inmunoprotección\nfetal. Ante el descenso de P4 durante la gestación, se daría la secreción de citocinas de Th1\nperjudiciales para el feto; al producirse la pseudoovulación durante la preñez, los cuerpos\nluteos accesorios producen un nuevo aumento de P4 salvando el único feto más cercano al cérvix. En L. maximus las alteraciones hormonales durante la preñez darían cambios en el\nsistema inmunológico generando como resultado final la reabsorción embrionaria selectiva.\nPor último, el hallazgo de espículas peneanas en L. maximus permitió establecer el probable caracter de ovulador inducid

Endoscopy, histology and electron microscopy analysis of foetal membranes in pregnant South American plains vizcacha reveal unusual excrescences on the yolk sac

The South American hystricognathe Lagostomus maximus is a fossorial rodent whose females show unique reproductive characteristics. They have a 155-day long gestation, show massive polyovulation and a selective process of embryonic resorption in the first half of gestation. In order to explore and perform an in-situ characterization of the reproductive tract, we visualized internal structures through ultrasonography and video-endoscopy in pregnant and non-pregnant females. We describe the finding of protruding structures that lie on the yolk sac and their histological and ultrastructural characterization. The placenta was covered with whitish, small pearl-shaped structures. These structures were also seen on the extra-embryonic space, being the amnion and the umbilical cord free of them. Pearl-shaped structures were composed with loose connective tissue, lacked blood vessels, and showed collagen fibers organized in a spiral form. They were anchored by pedicles to the villous surface of the extraembryonic membrane. We discuss the biological and evolutionary meaning of the pearl-shaped structures that relate L. maximus to the African origin of the South American hystricognathe fauna.Fil: Giacchino, Mariela. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Inserra, Pablo Ignacio Felipe. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; ArgentinaFil: Lange, Fernando D.. Universidad Maimónides; ArgentinaFil: Gariboldi, María Constanza. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; ArgentinaFil: Ferraris, Sergio Raúl. Universidad Maimónides; ArgentinaFil: Vitullo, Alfredo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; Argentin

Neurovascular description in the South American plains vizcacha, Lagostomus maximus ( Chinchilloidea, Caviomorpha ). A study involving evolutionarily related species of Caviomorpha and Muroidea

Oxygenated blood is required for the adequate metabolic activity of the brain. This is supplied by the circle of Willis (CoW) and the vertebrobasilar and carotid systems. The CoW ensures blood flow in case of arterial stenosis or occlusion. Different animal models have been explored for the CoW morphological and functional study. This work aims to characterize the vascular architecture of the CoW of the plains vizcacha, Lagostomus maximus (Suborder: Hystricomorpha), and to compare it with evolutionarily related species of Caviomorpha and Muroidea. The blood supply in adult plains vizcachas was studied using latex cerebrovascular casts and angiography. A caudo-rostral flow direction was determined, beginning in the spinal and vertebral arteries and converging in the basilar artery which bifurcates in the carotid-basilar communication in the caudal communicating arteries. In the first third of its course, the caudal cerebral arteries project laterally, and the middle and rostral cerebral arteries bifurcate from their rostral terminal segment, supplying the temporo-parietal and frontal cortex. The CoW architecture is mainly conserved between rodent species. Likewise, the small neurovascular variations observed could be considered phylogenetic morphological variations more than evolutionary adaptations. The absence of the rostral communicating artery that generates the rostral open architecture of the CoW in the vizcacha as in the other analyzed species, supports the need for a revision of the CoW classical function as a security system. Finally, this work supports the importance of expanding our understanding of brain anatomy among species, which may contribute to a better understanding of functional neuroanatomy.Fil: Schmidt, Alejandro Raúl. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Inserra, Pablo Ignacio Felipe. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Giacchino, Mariela. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ferraris, Sergio Raúl. Universidad Maimónides; ArgentinaFil: Lange, Fernando. Universidad Maimónides; ArgentinaFil: Vidal Figueredo, Ramiro Jose. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinarias; ArgentinaFil: Halperin, Julia. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Vitullo, Alfredo Daniel. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Dorfman, Verónica Berta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; Argentin