Melatonin in maturation media fails to improve oocyte maturation, embryo development rates and DNA damage of bovine embryos

Melatonin (MEL) acts as a powerful scavenger of free radicals and direct gonadal responses to melatonin have been reported in the literature. Few studies, however, have evaluated the effect of MEL during in vitro maturation (IVM) on bovine embryos. This study tested the addition of MEL to maturation medium (MM) with no gonadotropins on nuclear maturation and embryo development rates and the incidence of DNA damage in resulting embryos. Cumulus-oocyte complexes were aspirated from abattoir ovaries and cultured in MM (TCM-199 medium supplemented with 10% fetal calf serum - FCS) at 39ºC and 5% CO2 in air. After 24 hours of culture in MM with 0.5 µg mL-1 FSH and 5.0 µg mL-1 LH; 10-9 M MEL) or 10-9 M MEL, 0.5 µg mL-1 FSH and 5.0 µg mL-1 LH, the oocytes were stained with Hoechst 33342 to evaluate nuclear maturation rate. After in vitro fertilization and embryo culture, development rates were evaluated and the blastocysts were assessed for DNA damage by Comet assay. There was no effect of melatonin added to the MM, alone or in combination with gonadotropins, on nuclear maturation, cleavage and blastocyst rates. These rates ranged between 88% to 90%, 85% to 88% and 42% to 46%, respectively. The extent of DNA damage in embryos was also not affected by MEL supplementation during IVM. The addition of 10-9 M MEL to the MM failed to improve nuclear maturation and embryo development rates and the incidence of DNA damage in resulting embryos, but was able to properly substitute for gonadotropins during IVM.Melatonin (MEL) atua como um potente redutor de radicais livres. Efeito direto da MEL na função gonadal também foi observado. Existem poucos estudos relacionados ao efeito da MEL durante a maturação no desenvolvimento embrionário in vitro. Avaliou-se a adição de MEL no meio de maturação (sem gonadotrofinas) nas taxas de maturação nuclear e de desenvolvimento embrionário e na incidência de fragmentação do DNA nos embriões produzidos in vitro. Complexos cumulus-ovócitos foram aspirados de ovários provenientes de matadouros e cultivados em meio de maturação (Meio TCM-199 suplementado com 10% de soro fetal bovino) a 39ºC e 5% CO2 em ar. Após 24 horas de cultivo em meio de maturação com 0,5 µg mL-1 de FSH e 5,0 µg mL-1 de LH; 10-9 M de MEL ou 10-9 M de MEL, 0,5 µg mL-1 de FSH e 5,0 µg mL-1 de LH, os ovócitos foram corados com Hoechst 33342 para avaliação da taxa de maturação nuclear. A fragmentação do DNA dos blastocistos foi avaliada pela técnica do Cometa. Não houve efeito da MEL adicionada ao meio de maturação, com ou sem gonadotrofinas, nas taxas de maturação nuclear, clivagem e blastocistos. Os percentuais variaram entre 88% a 90%, 85% a 88% e 42% a 46%, respectivamente. O grau de fragmentação do DNA também não foi afetado pela adição de MEL ao meio de maturação. A adição de 10-9 M de MEL ao meio de maturação não exerce influência nas taxas de maturação nuclear e de desenvolvimento embrionário e nem da incidência de fragmentação do DNA dos embriões produzidos in vitro, mas pode substituir as gonadotropinas durante a maturação in vitro

Melatonina no meio de maturação não melhorou as taxas de maturação dos ovócitos, de desenvolvimento embrionário e a fragmentação do DNA dos embriões bovinos

Melatonin (MEL) acts as a powerful scavenger of free radicals and direct gonadal responses to melatonin have been reported in the literature. Few studies, however, have evaluated the effect of MEL during in vitro maturation (IVM) on bovine embryos. This study tested the addition of MEL to maturation medium (MM) with no gonadotropins on nuclear maturation and embryo development rates and the incidence of DNA damage in resulting embryos. Cumulus-oocyte complexes were aspirated from abattoir ovaries and cultured in MM (TCM-199 medium supplemented with 10% fetal calf serum - FCS) at 39ºC and 5% CO2 in air. After 24 hours of culture in MM with 0.5 µg mL-1 FSH and 5.0 µg mL-1 LH; 10-9 M MEL) or 10-9 M MEL, 0.5 µg mL-1 FSH and 5.0 µg mL-1 LH, the oocytes were stained with Hoechst 33342 to evaluate nuclear maturation rate. After in vitro fertilization and embryo culture, development rates were evaluated and the blastocysts were assessed for DNA damage by Comet assay. There was no effect of melatonin added to the MM, alone or in combination with gonadotropins, on nuclear maturation, cleavage and blastocyst rates. These rates ranged between 88% to 90%, 85% to 88% and 42% to 46%, respectively. The extent of DNA damage in embryos was also not affected by MEL supplementation during IVM. The addition of 10-9 M MEL to the MM failed to improve nuclear maturation and embryo development rates and the incidence of DNA damage in resulting embryos, but was able to properly substitute for gonadotropins during IVM.Melatonin (MEL) atua como um potente redutor de radicais livres. Efeito direto da MEL na função gonadal também foi observado. Existem poucos estudos relacionados ao efeito da MEL durante a maturação no desenvolvimento embrionário in vitro. Avaliou-se a adição de MEL no meio de maturação (sem gonadotrofinas) nas taxas de maturação nuclear e de desenvolvimento embrionário e na incidência de fragmentação do DNA nos embriões produzidos in vitro. Complexos cumulus-ovócitos foram aspirados de ovários provenientes de matadouros e cultivados em meio de maturação (Meio TCM-199 suplementado com 10% de soro fetal bovino) a 39ºC e 5% CO2 em ar. Após 24 horas de cultivo em meio de maturação com 0,5 µg mL-1 de FSH e 5,0 µg mL-1 de LH; 10-9 M de MEL ou 10-9 M de MEL, 0,5 µg mL-1 de FSH e 5,0 µg mL-1 de LH, os ovócitos foram corados com Hoechst 33342 para avaliação da taxa de maturação nuclear. A fragmentação do DNA dos blastocistos foi avaliada pela técnica do Cometa. Não houve efeito da MEL adicionada ao meio de maturação, com ou sem gonadotrofinas, nas taxas de maturação nuclear, clivagem e blastocistos. Os percentuais variaram entre 88% a 90%, 85% a 88% e 42% a 46%, respectivamente. O grau de fragmentação do DNA também não foi afetado pela adição de MEL ao meio de maturação. A adição de 10-9 M de MEL ao meio de maturação não exerce influência nas taxas de maturação nuclear e de desenvolvimento embrionário e nem da incidência de fragmentação do DNA dos embriões produzidos in vitro, mas pode substituir as gonadotropinas durante a maturação in vitro.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP

Consequences of endogenous and exogenous WNT signaling for development of the preimplantation bovine embryo

The specific role of WNT signaling during preimplantation development remains unclear. Here, we evaluated consequences of activation and inhibition of β-catenin (CTNNB1)-dependent and -independent WNT signaling in the bovine preimplantation embryo. Activation of CTNNB1- mediated WNT signaling by the agonist 2-amino-4-(3,4-(methylenedioxy)benzylamino)-6-(3- methoxyphenyl)pyrimidine (AMBMP) and a glycogen synthase kinase 3 inhibitor reduced development to the blastocyst stage. Moreover, the antagonist of WNT signaling, dickkopf-related protein 1 (DKK1), alleviated the negative effect of AMBMP on development via reduction of CTNNB1. Based on labeling for phospho c-Jun N-terminal kinase, there was no evidence that DKK1 activated the planar cell polarity (PCP) pathway. Inhibition of secretion of endogenous WNTs did not affect development but increased number of cells in the inner cell mass (ICM). In contrast, DKK1 did not affect number of ICM or trophectoderm (TE) cells, suggesting that embryo-derived WNTs regulate ICM proliferation through a mechanism independent of CTNNB1. In addition, DKK1 did not affect the number of cells positive for the transcription factor yes-associated protein 1 (YAP1) involved in TE formation. In fact, DKK1 decreased YAP1. In contrast, exposure of embryos to WNT family member 7A (WNT7A) improved blastocyst development, inhibited the PCP pathway, and did not affect amounts of CTNNB1. Results indicate that embryo-derived WNTs are dispensable for blastocyst formation but participate in regulation of ICM proliferation, likely through a mechanism independent of CTNNB1. The response to AMBMP and WNT7A leads to the hypothesis that maternally derived WNTs can play a positive or negative role in regulation of preimplantation development.Supplemental File S1. Information on antibodies used.The L.E. "Red" Larson Endowment, Agriculture and Food Research Initiative Competitive Grant no. 2011-67015-30688 from the United States Dept. of Agriculture National Institute of Food and Agriculture, and National Institutes of Health Grant R03 HD080855.http://www.biolreprod.orgam2017Animal and Wildlife Science

Oocyte maturation associated to steroidogenesis. Effect of serum, BSA and steroid hormones.

Este estudo demonstrou que oócitos bovinos são capazes de progredir normalmente a maturação nuclear até a fase de M II quando cultivados in vitro na presença ou ausência de células da granulosa, na presença ou ausência de soro de vaca nas diversas fases do ciclo estral e/ou SFB e na presença de BSA. A progesterona promoveu um retardo na retomada da meiose, mas não impediu que os oócitos atingissem M II, exceto na concentração de 2,5 µg/ml. Além de promover um retardo inicial na retomada da meiose, a testosterona também prejudicou a progressão da meiose até M II. O estradiol também promoveu este retardo inicial, mas isto foi revertido no final da cultura, onde se verificou que quanto maior a concentração de estradiol até a dose de 5,0 µg/ml, maior a porcentagem de oócitos que atingiram M II. Porém, não se observou diferença significativa da porcentagem de oócitos que atingiram M II após maturação no grupo controle (TCM199 com BSA) e nos grupos onde se adicionou estradiol ao meio, em concentrações crescentes. Verificou-se que as células da granulosa e/ou células do cumulus foram capazes de secretar progesterona e estradiol no meio de cultura, quando estimuladas pelo soro bovino, que lhes forneceu precursores (testosterona). As células do cumulus dos COCs cultivados foram capazes de secretar progesterona quando estimuladas por BSA, SFB e estradiol e foram capazes de secretar estradiol quando estimuladas por BSA, progesterona e testosterona. O trabalho demonstrou que a MIV de oócitos bovinos ocorre normalmente na ausência de soro bovino e na ausência de células foliculares e demonstrou que a adição de estradiol não afeta a maturação e é desnecessária, uma vez que as células do cumulus o produzem no meio durante as 24 horas de cultura.This study has demonstrated that culture medium supplementation with cycling cow serum and/or FCS, granulosa cells or BSA did not affect meiosis progression from GV to M II stage of bovine oocytes matured in vitro. Progesterone impaired meiosis resumption, but it was reverted after 24 hours of culture, except in the concentration of 2,5 µg/ml. Testosterone impaired meiosis resumption and meiosis progression to M II. Estradiol impaired meiosis progression, but it was reverted at the end of the culture, when it was observed that the higher the estradiol concentration in the medium, the higher the number of oocytes reaching M II. However, when IVM of bovine oocytes matured in medium supplemented with only BSA was compared to IVM of bovine oocytes matured in medium supplemented with BSA plus estradiol, no statistical difference was found. Data showed that granulosa cells and/or cumulus cells were able to produce progesterone and estradiol in the culture medium, when stimulated by bovine serum. Cumulus cells were able to produce progesterone when stimulated by BSA, FCS and estradiol and were still able to produce estradiol when stimulated by BSA, progesterone and testosterone. This study has demonstrated that IVM of bovine oocytes can proceed normally in the absence of bovine serum and granulosa cells, and has additionally demonstrated that the medium supplementation with estradiol did not affect nuclear maturation and it is still not necessary, once cumulus cells are able to produce it during the 24 hours of culture

Oocyte maturation associated to steroidogenesis. Effect of serum, BSA and steroid hormones.

Este estudo demonstrou que oócitos bovinos são capazes de progredir normalmente a maturação nuclear até a fase de M II quando cultivados in vitro na presença ou ausência de células da granulosa, na presença ou ausência de soro de vaca nas diversas fases do ciclo estral e/ou SFB e na presença de BSA. A progesterona promoveu um retardo na retomada da meiose, mas não impediu que os oócitos atingissem M II, exceto na concentração de 2,5 µg/ml. Além de promover um retardo inicial na retomada da meiose, a testosterona também prejudicou a progressão da meiose até M II. O estradiol também promoveu este retardo inicial, mas isto foi revertido no final da cultura, onde se verificou que quanto maior a concentração de estradiol até a dose de 5,0 µg/ml, maior a porcentagem de oócitos que atingiram M II. Porém, não se observou diferença significativa da porcentagem de oócitos que atingiram M II após maturação no grupo controle (TCM199 com BSA) e nos grupos onde se adicionou estradiol ao meio, em concentrações crescentes. Verificou-se que as células da granulosa e/ou células do cumulus foram capazes de secretar progesterona e estradiol no meio de cultura, quando estimuladas pelo soro bovino, que lhes forneceu precursores (testosterona). As células do cumulus dos COCs cultivados foram capazes de secretar progesterona quando estimuladas por BSA, SFB e estradiol e foram capazes de secretar estradiol quando estimuladas por BSA, progesterona e testosterona. O trabalho demonstrou que a MIV de oócitos bovinos ocorre normalmente na ausência de soro bovino e na ausência de células foliculares e demonstrou que a adição de estradiol não afeta a maturação e é desnecessária, uma vez que as células do cumulus o produzem no meio durante as 24 horas de cultura.This study has demonstrated that culture medium supplementation with cycling cow serum and/or FCS, granulosa cells or BSA did not affect meiosis progression from GV to M II stage of bovine oocytes matured in vitro. Progesterone impaired meiosis resumption, but it was reverted after 24 hours of culture, except in the concentration of 2,5 µg/ml. Testosterone impaired meiosis resumption and meiosis progression to M II. Estradiol impaired meiosis progression, but it was reverted at the end of the culture, when it was observed that the higher the estradiol concentration in the medium, the higher the number of oocytes reaching M II. However, when IVM of bovine oocytes matured in medium supplemented with only BSA was compared to IVM of bovine oocytes matured in medium supplemented with BSA plus estradiol, no statistical difference was found. Data showed that granulosa cells and/or cumulus cells were able to produce progesterone and estradiol in the culture medium, when stimulated by bovine serum. Cumulus cells were able to produce progesterone when stimulated by BSA, FCS and estradiol and were still able to produce estradiol when stimulated by BSA, progesterone and testosterone. This study has demonstrated that IVM of bovine oocytes can proceed normally in the absence of bovine serum and granulosa cells, and has additionally demonstrated that the medium supplementation with estradiol did not affect nuclear maturation and it is still not necessary, once cumulus cells are able to produce it during the 24 hours of culture

Angiogênese, vascularização e uso do ultrassom Doppler colorido como ferramenta de avaliação das estruturas ovarianas

Angiogenesis occurs as a physiologic process and is essential for normal growth and development of tissue. The ovary and its structures need adequate vascular network to ensure the availability of oxygen, nutrients, hormones, substrate, and ensure the transfer of different hormones to target cells. Then, the proper formation of this network is a limiting step for the proper functioning of this organ in general. In recent years, the local blood flow of the ovary, has been examined by color Doppler ultrasound, being able to analyze the individual follicles and the corpus luteum. This review will board the relevant aspects of the restructuring vascular ovary during the estrous cycle in female domestic large.A angiogênese ocorre como um processo fisiológico essencial para o crescimento e o desenvolvimento normal dos tecidos. A adequada formação da rede vascular é um passo limitante para o bom funcionamento do ovário, pois garante a disponibilidade de oxigênio, nutrientes, hormônios e substratos, bem como a transferência de diferentes hormônios para as células-alvo. Nos últimos anos, o fluxo sanguíneo local do ovário tem sido analisado por meio da ultrassonografia com Doppler colorido, técnica que permite analisar individualmente os folículos e o corpo lúteo. Esta revisão de literatura aborda os mais relevantes aspectos da reestruturação vascular do ovário durante o ciclo estral em fêmeas domésticas de grande porte