In vitro production of porcine embryos with use of chemically semi-defined culture media system

The objective of this study was to determine the effect of a semi-defined culture media system developed in our laboratory, named Pigs Media System (PMS) on the in vitro production of porcine embryos. In a first assay, the cummulus-oocytes complexes (COCs) were matured, fertilized and cultured for embryo development in PMS supplemented with bovine serum albumin (BSA), and in North Carolina State University-23 (NCSU-23) supplemented with fluid follicular, until blastocysts evaluation. In the assay 2, maturation and culture were performed in PMS using BSA or polyvinyl alcohol (PVA) in a 2 × 2 factorial arrangement (PMS-BSA/BSA, PMS-BSA/PVA, PMS-PVA/PVA, PMS-PVA/BSA). The PMS had a positive effect on the total cell number (58.04) and the decrease of the total lipids (49.4%) regarding the NCSU-23 medium (37.98 and 59.2% respectively; p<0.05). The percentage of monospermic fertilization was significantly lower (42.3%; p<0.05) when oocytes were matured with PMS-BSA than in PMS-PVA (52.6%). The supplementation of BSA in the PMS for embryo culture, increased the blastocyst development, the cell number of blastocysts and decreased the content of total lipids (36.8%, 46.9 and 49.6% respectively; p<0.05), in comparison with the supplementation of PVA in the PMS for embryo culture. These results suggest that the semi-defined culture media system developed by the National Genetic Resources Center (CNRG), have proved favorable effects on the total cell number and the decrease of total lipids of porcine blastocysts in vitro produced. The objective of this study was to determine the effect of a semi-defined culture media system developed in our laboratory, named Pigs Media System (PMS) on the in vitro production of porcine embryos. In a first assay, the cummulus-oocytes complexes (COCs) were matured, fertilized and cultured for embryo development in PMS supplemented with bovine serum albumin (BSA), and in North Carolina State University-23 (NCSU-23) supplemented with fluid follicular, until blastocysts evaluation. In the assay 2, maturation and culture were performed in PMS using BSA or polyvinyl alcohol (PVA) in a 2 × 2 factorial arrangement (PMS-BSA/BSA, PMS-BSA/PVA, PMS-PVA/PVA, PMS-PVA/BSA). The PMS had a positive effect on the total cell number (58.04) and the decrease of the total lipids (49.4%) regarding the NCSU-23 medium (37.98 and 59.2% respectively; p<0.05). The percentage of monospermic fertilization was significantly lower (42.3%; p<0.05) when oocytes were matured with PMS-BSA than in PMS-PVA (52.6%). The supplementation of BSA in the PMS for embryo culture, increased the blastocyst development, the cell number of blastocysts and decreased the content of total lipids (36.8%, 46.9 and 49.6% respectively; p<0.05), in comparison with the supplementation of PVA in the PMS for embryo culture. These results suggest that the semi-defined culture media system developed by the National Genetic Resources Center (CNRG), have proved favorable effects on the total cell number and the decrease of total lipids of porcine blastocysts in vitro produced.

Biotecnologías reproductivas en el ganado bovino: cinco décadas de investigación en México

The main bovine reproductive biotechnologies are recapitulated herein in five sections, and their historical development and current status are analyzed, including the results generated in Mexico. In the 1970s, estrus synchronization and ovulation induction began; thus, the reproductive cycle started to be controlled with the resources available at that time, based on the knowledge of bovine reproductive physiology. Over the years, hormone therapy evolved as new compounds were discovered, refining methods to standardize the effect and generating new methods for the release of hormones. The most widely used biotechnology in the world, artificial insemination, owes its expansion to advances in semen processing, among which the development of diluents, cryopreservation, semen sexing, and computer-assisted sperm analysis stand out. The embryonic era began with the development of multi-ovulation and methods for collecting, evaluating, transferring, and cryopreserving embryos. The second embryonic era came with the fully in vitro production of embryos from immature eggs and frozen sperm, known as in vitro embryo production. Great research and material resources have been invested in this procedure, rendering it a pillar of genetic improvement and productivity, in combination with two other tools: sexed semen and genomic evaluations. A golden age of in vitro embryo production is on the horizon, with the possibility to produce accurate modifications in the embryo genome, thanks to gene editing technology.A lo largo de cinco secciones, se recapitulan las principales biotecnologías reproductivas en el bovino, se analiza su desarrollo histórico, estado actual, y se incluyen resultados generados en México. En la década de 1970, se inició la sincronización estral e inducción de la ovulación donde, basados en el conocimiento de la fisiología reproductiva bovina, se empezó a controlar el ciclo reproductivo con recursos disponibles en aquel entonces. Con los años, la terapia hormonal evolucionó conforme se descubrieron nuevos compuestos, refinando métodos para estandarizar el efecto y generar nuevos métodos de liberación de las hormonas. La biotecnología más usada en el mundo, la inseminación artificial, debe su expansión a los avances en el procesamiento del semen, donde destaca el desarrollo de diluyentes, la criopreservación, el sexado del semen y el análisis espermático asistido por computadora. La era embrionaria inició con el desarrollo de la multiovulación y los métodos para colectar, evaluar, transferir y criopreservar los embriones. La segunda era embrionaria llegó con la producción de embriones completamente in vitro, partiendo de óvulos inmaduros y semen congelado, en lo que se denominó la producción in vitro de embriones. En ésta, se han invertido grandes recursos de investigación, y materiales, para hacerla un pilar del mejoramiento genético y la productividad, en combinación con otras dos herramientas, el semen sexado y las evaluaciones genómicas. Se vislumbra una época de oro de la producción in vitro de embriones con la posibilidad de modificar el genoma de embriones con precisión, gracias a la tecnología de edición de genes

Proteína de choque térmico HSC70 en el cultivo de embriones bovinos sometidos a estrés calórico: Proteína de choque térmico HSC70 na cultura de embriões bovinos submetidos a estresse térmico

Existe una gran posibilidad de mejorar la producción de embriones in vitro al enriquecer los medios de cultivo adicionando moléculas que regulen las condiciones óptimas de los gametos. El objetivo de este estudio fue adicionar la proteína de choque térmico recombinante HSC70, para evaluar su efecto en la producción de embriones in vitro. Se adicionaron 25 ng/mL de la proteína HSC70 al cultivo de embriones sometidos a estrés térmico, formando cuatro tratamientos T1= medio adicionado con HSC70 a 41 °C, T2= medio sin HSC70 a 41 °C, T3= medio adicionado con HSPC70 a 38.5 °C y T4= medio sin HSC70 a 38.5 °C. Bajo el protocolo de producción in vitro de embriones bovino en los medios de cultivo temprano (CDM1) y tardío (CDM2), con la finalidad de evaluar el desarrollo embrionario a través de las variables, porcentaje de división embrionaria, embriones de seis células o más y blastocistos al día 7 u 8 y número de células en blastocisto al día 7. El conteo de las células en los blastocitos al día 7 del cultivo, se llevó a cabo a través del protocolo de tinción diferencial de Hoescht 33342. Los datos se sometieron a un análisis de varianza con un arreglo factorial con el procedimiento GLM de SAS (2013), que incluyó los factores de proteína, temperatura y su interacción. El número de células se analizó asumiendo una distribución Poisson por tratarse de un conteo. Los resultados mostraron que el factor proteína fue significativa (p= 0.01) para todas las variables de respuesta y existe un efecto positivo de la proteína HSC70, agregada al medio de cultivo, sin importar la temperatura a la que fueron cultivados; este efecto se expresó tanto en un mayor porcentaje de embriones, como en una mayor tasa (p&lt;0.05) de proliferación celular. Se concluye que la adición de HSC70 al medio de cultivo de embriones sometidos a estrés calórico obtuvo un mayor porcentaje de blastocistos, un mayor número de sus células y disminuyó significativamente el estrés mecánico durante el cultivo de embriones no sometidos a estrés calórico al encontrarse un menor número de blastocistos en los grupos control

Caracterización de la respuesta ovárica a la superovulación en bovino Criollo Coreño utilizando dosis reducidas de FSH

To evaluate the ovarian response to superovulation using reduced doses of FSH in Criollo Coreño cattle two experiments were conducted at the Experimental Station “El Verdineño” (INIFAP) located in Nayarit, México. Twelve (12) cows of 12.4 ± 2.9 yr old (Exp 1) and six heifers of 3.0 ± 0.3 yr old (Exp 2) were used. Three treatments were assigned to each female consisting of 280 mg (T1), 200 mg (T2) and 140 mg (T3) of FSH, so that all females received all treatments. The response variables were transferable embryos (ET), corpuscles retrieved (CR) = (embryos+non fertilized ova), degenerated embryos (ENT), number of corpora lutea (CL), non-fertilized ova (ONF), ovarian volume (VO), serum progesterone (P4), fertilization rate (%F) = ((ET+ENT)*100)/CR) and percent recovery (%R)=CL*100/CR. A cross-over balanced experimental design was used. Analyses were carried out with the GLM procedure of SAS. The statistical model included the fixed effects of treatment (T1, T2 and T3), animal (twelve or six) and period (three periods). In Exp 1 differences among treatments (P0.05) among treatments for ET, ENT, CL, VO, P4, %F or %R. In Exp 2 no differences were detected (P>0.05) among treatments for any of the variables. It is feasible to use reduced doses of FSH for the superovulation of Criollo Coreño heifers without affecting the response to superovulation or to embryo production. Para evaluar la respuesta ovárica a la superovulación con dosis reducidas de la hormona folículo estimulante (FSH) en bovinos Criollo Coreño, se realizaron dos experimentos en el Sitio Experimental El Verdineño del INIFAP ubicado en Nayarit, México. Se utilizaron 12 vacas de 12.4 ± 2.9 años (Exp 1) y seis vaquillas de 3.0 ± 0.3 años (Exp 2). Se aplicaron tres tratamientos a cada hembra: 280 mg (T1), 200 mg (T2) y 140 mg (T3) de FSH. Las variables evaluadas fueron número de embriones transferibles (ET), número de corpúsculos recuperados (CR)=(embriones + óvulos no fertilizados), número de embriones no transferibles (ENT), número de cuerpos lúteos (CL), número de óvulos no fertilizados (ONF), volumen ovárico (VO), concentración sérica de progesterona (P4), porcentaje de fertilización (%F)=((ET+ENT)*100)/CR) y porcentaje de recuperación (%R)=CL*100/CR. Se utilizó un diseño experimental crossover simple balanceado. La información se analizó con el procedimiento GLM de SAS. El modelo estadístico incluyó los efectos de tratamiento (T1, T2 y T3), vaquilla/vaca (6 y 12) y período (3 períodos). En el Exp 1 se detectaron diferencias (P0.05) entre tratamientos para ET, ENT, CL, VO, P4, %F o %R. En el Exp 2 no se detectaron diferencias (P>0.05) entre tratamientos para ninguna de las variables. Es factible utilizar dosis reducidas de FSH para la superovulación en vaquillas Criollo Coreño sin afectar la respuesta a la superovulación o la producción de embriones.