BIOTECNOLOGIAS DA REPRODUÇÃO SOB A PERSPECTIVA DOS MACHOS DE PRIMATAS NEOTROPICAIS: CONTRIBUIÇÕES PARA A CONSERVAÇÃO DE ESPÉCIES AMEAÇADAS DE EXTINÇÃO

The biotechnologies of animal reproduction are an alternative for the ex situ conservation of neotropical primates in some degree threatened with extinction, and could also be used as a tool for the study of reproductive biology. Understanding the pre / post copulatory and post-fertilization mechanisms in neotropical primates can help in the successful establishment of seminal cryopreservation protocols, since studies are necessary according to the physiological specificities of each species.  In order to reflect on the role of the male in the reproductive biotechnologies, this review aim to highlight the advances and perspectives, as well as the main particularities with the manipulation of the semen in this animals, aiming at a reflection of improvements to already established protocols, and provide a reference for future studies in neotropical primates.As biotecnologias da reprodução animal são uma alternativa para a conservação ex situ de espécies de primatas neotropicais ameaçados de extinção, e também podem ser utilizadas como uma ferramenta para o estudo da sua biologia reprodutiva. O entendimento dos mecanismos pré/pós copulatórios e pós-fertilização em primatas neotropicais podem auxiliar no sucesso do estabelecimento de protocolos de criopreservação seminal, visto que são necessários estudos de acordo com as especificidades fisiológicas de cada espécie. No intuito de realizar uma reflexão a acerca do papel do macho no tocante as biotecnologias da reprodução, esta revisão busca destacar os avanços e perspectivas a esse respeito, bem como as principais particularidades no tocante a manipulação do sêmen desses animais, visando uma reflexão acerca de melhorias de protocolos já estabelecidos, e fornecer uma referência para estudos futuros em primatas neotropicais

ESTUDO PRELIMINAR DA MORFOMETRIA DA CABEÇA ESPERMÁTICA DO MACACO-DE-CHEIRO DE VIDA LIVRE

The objectiveofthisstudywastodescribeand compare theheadmorphometryof normal andpathologicalspermfromSaimirimacrodon. In themorphologicalanalysis, 39% ofthespermhad normal morphology, and 61% had major orminordefects, withpathology in thetailsbeingthemostfrequentwith 47% (38% curledtail, 7% foldedtailand 2% stronglyfoldedtail). Amongtheevaluatedheadmorphometryparameters, area (A), width (L) andellipticity (E) showedstatisticaldifference (p<0.05) between normal andpathologicalsperm. The averageheadareaandwidthwaslower in normal sperm (p=0,01 e p=0,04, respectively), andthemeanellipticitywashigher (p=0,038), whencomparedtopathologicalsperm. ThisdefinitionofthespermmorphometricparametersofS. macrodonisimportant for the samples selectiondestinedtoreproductionbiotechnologiesand for theclarificationoftaxonomicandevolutionaryissues in the genus Saimiri.The objectiveofthisstudywastodescribeand compare theheadmorphometryof normal andpathologicalspermfromSaimirimacrodon. In themorphologicalanalysis, 39% ofthespermhad normal morphology, and 61% had major orminordefects, withpathology in thetailsbeingthemostfrequentwith 47% (38% curledtail, 7% foldedtailand 2% stronglyfoldedtail). Amongtheevaluatedheadmorphometryparameters, area (A), width (L) andellipticity (E) showedstatisticaldifference (p<0.05) between normal andpathologicalsperm. The averageheadareaandwidthwaslower in normal sperm (p=0,01 e p=0,04, respectively), andthemeanellipticitywashigher (p=0,038), whencomparedtopathologicalsperm. ThisdefinitionofthespermmorphometricparametersofS. macrodonisimportant for the samples selectiondestinedtoreproductionbiotechnologiesand for theclarificationoftaxonomicandevolutionaryissues in the genus Saimiri

ANÁLISE MORFOMÉTRICA DA CABEÇA ESPERMÁTICA EM Saimiri cassiquiarensis

The objective was to evaluate the sperm morphometry between normal and pathological cells in Saimiri cassiquiarensis aiming at the future use of data in CASA (Computer Assisted Sperm Analysis). Semen was collected from a male (S. cassiquiarensis) by electroejaculation. After collection, a smear in the proportion of 1: 1 (semen and eosin-nigrosin stain) was performed, and 100 sperm were measured and morphologically classified as normal and pathological defects (major and minor). Of the total sperm analyzed, 48% were classified as normal and 52% pathological. Of the pathologies, the most frequent was a folded tail (40%), followed by a strongly folded tail (5%), curled tail (2%) and isolated head (5%). The morphometric data showed no statistical difference (p<0.05) between normal and pathological defects. This is the first description for the sperm morphometry in Saimiri cassiquiarensis, therefore, from this database, future assessments at CASA can be conducted for this species.O objetivo foi avaliar a morfometria espermática entre células normais e patológicas em Saimiri cassiquiarensis visando futura utilização de dados em CASA (Computer Assisted Sperm Analysis). O sêmen foi coletado de um macho (S. cassiquiarensis) por eletroejaculação. Após a coleta, foi realizado esfregaço na proporção de 1:1 (sêmen e coloração eosina-nigrosina), sendo mensurados 100 espermatozoides e classificados morfologicamente em normais e defeitos patológicos (maiores e menores). Do total de espermatozoides analisados, 48% foram classificados como normais e 52% patológicos. Das patologias, a mais frequente foi cauda dobrada (40%), seguida de cauda fortemente dobrada (5%), cauda enrolada (2%) e cabeça isolada (5%). Os dados morfométricos não mostraram diferença estatística (p<0,05) entre defeitos normais e patológicos. Esta é a primeira descrição da morfometria espermática em Saimiri cassiquiarensis, portanto, a partir desta base de dados, futuras avaliações no CASA poderão ser realizadas para esta espécie.   &nbsp

Novos parâmetros para avaliação andrológica em macaco-de-cheiro (Saimiri collinsi Osgood, 1916): distância anogenital, micromorfologia e perfil proteico espermático.

CNPqO macaco-de-cheiro (Saimiri collinsi), um primata neotropical endêmico da Amazônia brasileira, apresenta uma sazonalidade reprodutiva em vida livre marcante, contudo pouco estudada. Recentemente essa espécie foi adotada como modelo experimental biológico para pesquisas reprodutivas sobre o gênero Saimiri, contribuindo para conservação desses animais. Para melhor compreensão da fisiologia reprodutiva do gênero Saimiri, esse estudo teve como objetivos: (i) avaliar a correlação entre a distância anogenital com os parâmetros espermáticos e hormônios reprodutivos (estradiol e testosterona) em macacos-de-cheiro (S.collinsi); (ii) descrever as características micromorfologicas e ultraestruturais dos espermatozoides de macacos-de-cheiro (S. collinsi) por meio da microscopia eletrônica de varredura e transmissão; (iii) caracterizar o perfil proteico dos espermatozoides de macaco-de-cheiro (S.collinsi); (iv) associar as expressões de proteínas espermáticas e as características espermáticas de macaco-de-cheiro (S. collinsi). Quanto a análise da qualidade seminal, além do pH, não houve diferença na qualidade seminal entre as estações seca e chuvosa. No tocante as proteínas espermáticas, foram identificadas 2.343 proteínas presentes nas amostras de espermatozoides ao longo dessas duas estações. Das 79 proteínas expressas diferencialmente entre as duas estações do ano, 39 proteínas relacionadas à espermatogênese, motilidade espermática, capacitação, fecundação e sistemas de defesa contra o estresse oxidativo foram aumentadas na estação seca. A micromorfologia analisada por microscopia de varredura revelou que os espermatozóides normais de Saimiri collinsi medem 71,73 ± 0,71 μm com inserção lateral da cauda, cabeça achatada em forma de remo e acrossoma ocupando a maior parte da cabeça, e complementarmente, pela análise da ultraestrutura por microscopia de transmissão foi observado que a peça intermediária é composta por um axonema central com 9 pares de 9 + 2 microtúbulos rodeado por nove fibras densas, e as mitocôndrias justapostas formando a bainha mitocondrial. A distância anogenital foi correlacionada com o volume seminal, motilidade, vigor e integridade da membrana plasmática, mas não com o peso corporal, hormônios reprodutivos e volume testicular. Assim, nossos resultados ajudam a avançar na compreensão da fisiologia reprodutiva de S. collinsi, fornecendo informações valiosas para a melhoria dos protocolos utilizados nas técnicas de reprodução assistida para a conservação de espécies ameaçadas de extinção no gênero Saimiri.The squirrel monkey (Saimiri collinsi), a Neotropical primate endemic to the Amazon in Brazil, with a remarkable but little studied free-living reproductive seasonality. Recently this species was adopted as an experimental biological model for reproductive research on the genus Saimiri, contributing to the conservation of these animals. To better understand the reproductive physiology of the genus Saimiri, this study aimed to (i) to evaluate the correlation between anogenital distance with sperm parameters and reproductive hormones (estradiol and testosterone) in squirrel monkeys (S. collinsi); (ii) describe the micromorphological and ultrastructural characteristics of spermatozoa from squirrel monkeys (S. collinsi) through scanning and transmission electron microscopy; (iii) characterize the protein profile of squirrel monkeys sperm (S. collinsi); (iv) associate the expression of sperm proteins and the sperm characteristics of squirrel monkey (S. collinsi). The study approach based on bottom-up proteomics (Shotgun proteomics) allowed the identification of 2343 proteins present in the sperm samples throughout these two seasons. Of the 79 proteins that were differentially expressed between the two seasons, 39 proteins that were related to spermatogenesis, sperm motility, capacitation, fecundation, and defense systems against oxidative stress were upregulated in the dry season. The SEM electromyrographies revealed a normal Saimiri collinsi’s sperm measure 71.73±0.71 μm with lateral tail insertion, a paddle-shaped flattened head and a acrosome occupied most of the head, and completely, the TEM also showed that the middle piece is characterized by a central 9 + 2 microtubule axoneme surrounded by nine dense fibers, and the mitochondria were juxtaposed forming the mitochondrial sheath. Anogenital distance was correlated with seminal volume, sperm motility, vigour, and plasma membrane integrity, but not with body weight, reproductive hormones, and testicular volume. Thus, our results help to advance our understanding of the reproductive physiology of S. collinsi, providing valuable information for the improvement of protocols used in assisted reproduction techniques for the conservation of endangered Saimiri species

Criopreservação do sêmen de macaco-prego (Sapajus apella Linnaeus, 1758): avaliação de diferentes diluidores, concentração de glicerol e antioxidante catalase

The main objective of the present study was to establish an efficient semen cryopreservation protocol in Sapajus apella for maintaining sperm viability. For this, we compared the performance of TES-TRIS, CWS and ACP-118® extenders during the seminal coagulum dissolution and cooling. Then, in order to improve the sperm parameters, we also determined the glycerol concentration (3; 5 and 7%) as well as to evaluate the effect of catalase antioxidant (10 µg and 50 µg). Therefore, six adult males of S. apella from the National Primate Center were used. Semen was collected by electro-ejaculation with rectal probe after chemical restraint of animals with ketamine and xylazine hydrochloride. In the first phase of the project, the semen obtained was diluted in TES- TRIS, CWS and ACP®-118 extenders, kept in a water bath at 37 °C. After coagulum dissolution, the semen was cooled in the refrigerator at 4 °C for 90 minutes and evaluated after 28h for motility, vigor and plasma membrane integrity percentage before and after the cooling. ACP®-118 was the best extender to preserve the motility sperm and plasma membrane integrity after 28 hours of incubation. Based on these results, cryopreservation was performed by evaluation of different concentrations of glycerol (3, 5, and 7%). The cryopreserved sperm to 3% glycerol had better results. In the second project phase was performed S. apella semen cryopreservation in ACP®-118 extender supplemented or not with catalase antioxidant (10 µg/mL and 50 µg /mL). All treatments were effective in maintaining sperm parameters and was possible to recovery the post-thaw motility. The catalase 50 treatment was the best for maintenance of the vigor after cooling and plasma membrane integrity in post-thaw sperm. So, we concluded that ACP-118® extender can be efficiently used for S. apella semen cryopreservation added 3% glycerol, moreover, the addition of the catalase antioxidant showed beneficial effect during this process.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoO objetivo principal do presente estudo foi estabelecer um protocolo eficiente de criopreservação seminal em Sapajus apella para a manutenção da viabilidade espermática. Para isso, foi comparado o desempenho dos diluidores TES-TRIS, ACIN e ACP-118® para escolher do melhor diluidor durante a dissolução do coágulo seminal e resfriamento, para posteriormente ser estabelecido a melhor concentração de glicerol (3; 5 e 7%) a ser adicionado no diluidor, bem como avaliar a suplementação do antioxidante catalase (10 µg e 50 µg) no meio de congelação seminal, no intuito de melhorar os parâmetros espermáticos. Foram utilizados seis machos adultos de S. apella oriundos do Centro Nacional de Primatas. As coletas do sêmen foram realizadas por eletroejaculação com probe retal, após a contenção química dos animais com Cloridrato de Ketamina e Cloridrato de Xilazina. Na primeira fase do projeto, o sêmen obtido foi diluído em TES-TRIS, ACIN e ACP®-118, mantido em banho-maria a 37 °C. Após dissolução do coágulo, o sêmen foi resfriado em geladeira a 4°C por 90 minutos, e avaliadas após 28h quanto a motilidade, o vigor, e o percentual de integridade de membrana antes e após o resfriamento. ACP®-118 foi o melhor diluidor para preservar a motilidade dos espermatozoides e integridade de membrana plasmática após 28 horas de incubação. A partir desse resultado, foi realizada a criopreservação avaliando diferentes concentrações de glicerol (3, 5 e 7%). Os espermatozoides criopreservados a 3% de glicerol apresentaram melhores resultados. Na segunda fase do projeto, foi realizada a criopreservação do sêmen de S. apella em diluidor ACP®-118 suplementado ou não com antioxidante catalase (10µg/mL e 50µg/mL). Todos os tratamentos foram eficazes na manutenção de parâmetros espermáticos, sendo possível a recuperação da motilidade pós-descongelamento. O tratamento catalase 50 foi o melhor de manutenção do vigor durante após resfriamento, e na integridade de membrana plasmática após a descongelação espermática. Em conclusão, ACP-118® pode ser usado de forma eficiente como diluidor para a criopreservação de sêmen S. apella adicionado de 3% de glicerol, além de que a adição do antioxidante catalase mostrou efeito benéfico durante esse processo

Ultrasonography of the neotropical primate female reproductive system

The Neotropical (e. g., Aotus sp., Callithrix jacchus, Saguinus sp., Saimiri sp., and Sapajus sp.) primates are important models for biomedical research and studies on reproductive physiology and biotechnology. Consequently, studies about gynecological and obstetric ultrasonography are crucial. B-mode ultrasonography is a non-invasive imaging technique that provides real-time bidimensional or three-dimensional/four-dimensional B-mode images. In association with Doppler ultrasonography, B-mode ultrasonography can also be used to monitor the mammalian blood flow to the reproductive tract during important events such as ovulation and gestation. Thus, gynecological and obstetric ultrasonography is essential for establishing the female reproductive anatomical and physiological ovarian and uterine health status, gestational diagnosis, and fetal growth monitoring. For instance, the paper presents and discusses the state-of-the-art gynecological and obstetric ultrasonography in the Neotropical primates, species that are models for biomedical research, and some recent studies on species targets for conservation strategies for wild animal populations

Sperm proteome and sperm parameters of captive Amazon squirrel monkeys (Saimiri collinsi Osgood, 1916) during the non-fatted and fatted condition

The aims of this work were (1) to characterize the proteome profile of Saimiri collinsi (Amazon squirrel monkey) sperm, and (2) to evaluate if there are meaningful differences in sperm quality and sperm protein landscape during the non-fatted and fatted conditions of the animals. Semen of adult males (n=4) was collected by electroejaculation and diluted in ACP-118® extender. Sperm concentration, motility, vigor, plasma membrane integrity and functionality, and sperm morphology were evaluated. Sperm proteome was characterized by mass spectrometry. The non-fatted and fatted conditions were defined according to the fattening index. There were increases in seminal volume, pH, and sperm motility of S. collinisi during the fatted in comparison with the non-fatted condition (p < 0.05). Animals in the fatted condition had greater body mass (909 ± 23.98 g) in comparison with the non-fatted condition (818.8 ± 5.97 g, p = 0.0001). There were 1161 proteins identified in the sperm of the monkeys. Thirty-seven proteins were upregulated (p < 0.05) in non-fatted condition (such as coiled-coil domain-containing protein 105, protein kinase C alpha type isoform X1, pyruvate dehydrogenase protein X component – mitochondrial and heat shock 70 kDa protein 1-like) and they were involved in cellular and metabolic processes, catalytic activity and binding. Twenty-eight sperm proteins proteins were upregulated (p < 0.05) in fatted condition (such as Cytochrome b-c1 complex subunit 2, mitochondrial; calcium-binding mitochondrial carrier protein SCaMC-1-like; heat shock 70 kDa protein 13, and izumo sperm-egg fusion protein 1), participating in cellular processes, metabolic processes, and localization, binding, catalytic activity, ATP-dependent activity, and transport activity. Functional annotations of sperm proteins upregulated in non-fatted condition were described as hydrogen ion transport, chaperone, cilium, flagellum, and cell projection. In in fatted conditions, such annotations were described as fertilization, spermatogenesis and transport, chaperone, and motor protein. The present study brings an unprecedent contribution to our understanding about the reproductive biology of adult Saimiri collinsi. It also provides support for conservation and development of assisted reproductive technologies for Neotropical primates

Zika Virus infection damages the testes in pubertal common squirrel monkeys (Saimiri collinsi)

Foundation for Research Support of the State of Pará (FAPESPA), grant number: ICCAF: 009/2018; National Council for Scientific and Technological Development (CNPq) agencies to S.R.R.A.S. by Zika fast-track Project, grant number: 440405/2016-5) agencies to P.F.d.C.V.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil / Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Programa de Pós-graduação em Virologia. Ananindeua, PA, Brasil.Federal University of Pará. Laboratory of Amazon Animal Biotechnology and Medicine. Castanhal, PA, Brazil / Federal University of Pará. Postgraduate Program in Animal Reproduction in the Amazon. Castanhal, PA, Brazil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Centro Nacional de Primatas. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Centro Nacional de Primatas. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Centro Nacional de Primatas. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, BrasilFederal Rural University of the Amazon. Institute of Health and Animal Production. Laboratory of Animal Pathology. Belém, PA, Brazil.Federal University of Pará. Laboratory of Amazon Animal Biotechnology and Medicine. Castanhal, PA, Brazil / Mamirauá Institute for Sustainable Development. Tefé, AM, Brazil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Centro Nacional de Primatas. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Centro Nacional de Primatas. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Centro Nacional de Primatas. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Centro Nacional de Primatas. Ananindeua, PA, Brasil.The Brazilian Institute for the Environment and Renewable Natural Resources. Belém, PA, Brazil.Federal Rural University of the Amazon. Institute of Health and Animal Production. Laboratory of Animal Pathology. Belém, PA, Brazil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil / Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Programa de Pós-graduação em Virologia. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil / State University of Pará. Center of Biologic and Health Sciences. Department of Pathology. Belém, PA, Brazil.Federal University of Pará. Laboratory of Amazon Animal Biotechnology and Medicine. Castanhal, PA, Brazil / Federal University of Pará. Postgraduate Program in Animal Reproduction in the Amazon. Castanhal, PA, Brazil / Federal University of Pará. School of Veterinary Medicine. Castanhal, PA, Brazil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil / Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Programa de Pós-graduação em Virologia. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Centro Nacional de Primatas. Ananindeua, PA, Brasil.Fertilidade / genéticaDuring the Zika virus (ZIKV) outbreak and after evidence of its sexual transmission was obtained, concerns arose about the impact of the adverse effects of ZIKV infection on human fertility. In this study, we evaluated the clinical-laboratory aspects and testicular histopathological patterns of pubertal squirrel monkeys (Saimiri collinsi) infected with ZIKV, analyzing the effects at different stages of infection. The susceptibility of S. collinsi to ZIKV infection was confirmed by laboratory tests, which detected viremia (mean 1.63 × 106 RNA copies/µL) and IgM antibody induction. Reduced fecal testosterone levels, severe testicular atrophy and prolonged orchitis were observed throughout the experiment by ultrasound. At 21 dpi, testicular damage associated with ZIKV was confirmed by histopathological and immunohistochemical (IHC) analyses. Tubular retraction, the degeneration and necrosis of somatic and germ cells in the seminiferous tubules, the proliferation of interstitial cells and an inflammatory infiltrate were observed. ZIKV antigen was identified in the same cells where tissue injuries were observed. In conclusion, squirrel monkeys were found to be susceptible to the Asian variant of ZIKV, and this model enabled the identification of multifocal lesions in the seminiferous tubules of the infected group evaluated. These findings may suggest an impact of ZIKV infection on male fertility