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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77477
Type: | Tese |
Title: | Efeitos da melatonina durante o cultivo in vitro de folículos pré-antrais e antrais e na maturação in vitro de complexos cumulus-oócito bovinos |
Title in English: | Effects of melatonin during in vitro culture of preantral and antral pollicles and in vitro maturation of bovine cumulus-oocyte complexes |
Authors: | Silva, Bianca Régia |
Advisor: | Silva, José Roberto Viana |
Co-advisor: | Aguiar, Francisco Léo Nascimento de |
Keywords in Brazilian Portuguese : | Estresse oxidativo;Competência oocitária;Desenvolvimento folicular;Expressão de RNAm |
Keywords in English : | Oxidative stress;Oocyte competence;Follicular development;mRNA stock |
Knowledge Areas - CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS |
Issue Date: | 2023 |
Citation: | SILVA, Bianca Régia, Efeitos da melatonina durante o cultivo in vitro de folículos pré-antrais e antrais e na maturação in vitro de complexos cumulus-oócito bovinos. 2023. 204 f. Tese (Doutorado em Biotecnologia) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | Os objetivos do presente estudo foram: 1) Investigar os efeitos da melatonina sozinha ou em associação com o antagonista luzindol ou com o inibidor de mTORC1 rapamicina no tecido ovariano bovino cultivado in vitro (Fase 1); 2) Avaliar os efeitos de diferentes concentrações de melatonina durante o cultivo de folículos antrais inicias bovinos (Fase 2) e 3) Investigar os efeitos da modulação do monofosfato de adenosina cíclico durante a pré-maturação in vitro e o papel da melatonina na maturação in vitro (MIV) de CCOs bovinos (Fase 3). Na fase 1, fragmentos de tecido ovariano foram cultivados por seis dias em α-MEM+ sozinho ou suplementado com melatonina (1000 pM), melatonina e luzindol (1000 pM) ou melatonina e rapamicina (0,16 µg/ml). Na fase 2, folículos antrais iniciais isolados foram cultivados em TCM-199+ sozinho ou suplementado com melatonina 10-6, 10-7 ou 10-8 M a 38,5°C com 5% de CO2 durante 8 dias. Após o cultivo, o crescimento folicular, ultraestrutura, configuração da cromatina, viabilidade e os níveis de EROs e RNAm foram investigados. A fase 3 contemplou dois experimentos. No experimento 1, os CCOs foram pré-maturados por 8 h em meio controle ou com 3-isobutil-1-metilxantina (IBMX) e forscolina, IBMX e peptídeo natriurético tipo C (CNP), CNP e forscolina ou IBMX, CNP e forscolina. No experimento 2, os CCOs foram pré-maturados, seguidos de MIV em meio controle sozinho ou com 10-6, 10-7 ou 10-8 M de melatonina. Após a MIV, foram avaliadas a configuração da cromatina, projeções transzonais (TZPs), espécies reativas de oxigênio, distribuição mitocondrial, ultraestrutura e expressão de RNAm. Para verificação da normalização dos dados o teste Shapiro-Wilk foi utilizado. Os níveis de RNAm foram analisados pelo teste de Kruskal-Wallis e para as demais avaliações, em geral, utilizou-se os testes de ANOVA e Tukey. Na fase 1, os tecidos ovarianos cultivados com melatonina, melatonina e luzindol ou melatonina e rapamicina apresentaram porcentagem significativamente maior de folículos morfologicamente normais comparados ao meio controle. A melatonina reduziu a porcentagem de folículos primordiais, aumentou a porcentagem de folículos em desenvolvimento e os níveis de colágeno. Contudo, esses efeitos foram bloqueados pelo luzindol ou rapamicina (P<0,05). Na fase 2, folículos antrais iniciais cultivados com melatonina 10-6 M e 10-8 M tiveram um aumento progressivo em seus diâmetros durante o período de cultivo (P <0,05). Além disso, oócitos de folículos cultivados com 10-7 ou 10-8 M de melatonina apresentaram fluorescência aumentada para calceína-AM. Folículos cultivados com 10-8 M de melatonina apresentaram ultraestrutura bem preservada. Na fase 3, maiores taxas de retomada meiótica foram observadas no tratamento 10-8 M de melatonina (P<0,05). Os CCOs maturados com 10-7 ou 10-8 M de melatonina apresentaram maior atividade mitocondrial (P<0,05), enquanto aqueles maturados com 10-6 ou 10-8 M apresentaram maiores níveis de TZPs. CCOs maturados com 10-8 M de melatonina aumentaram a expressão de RNAm para superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT) (P<0,05), quando comparados com CCOs não cultivados e pré-maturados, respectivamente. Em conclusão, a suplementação de melatonina durante o cultivo do tecido ovariano bovino promove a ativação folicular e aumenta as fibras de colágeno através de seus receptores acoplados à membrana e mTORC1. Além disso, a suplementação de 10-8 M de melatonina no cultivo de folículos antrais iniciais melhora a viabilidade do oócito e preserva a ultraestrutura das organelas do oócito e da granulosa. Finalmente, a pré-maturação com CNP e forscolina combinada com a suplementação de 10-8 M de melatonina durante a MIV, melhora as taxas de retomada meiótica, preserva TZPs, aumenta a atividade mitocondrial e a expressão relativa de mRNA para SOD e CAT em CCOs. |
Abstract: | The objectives of the present study were: 1) Investigate the effects of melatonin alone or in association with the antagonist luzindole or the mTORC1 inhibitor rapamycin on bovine ovarian tissue cultured in vitro (Phase 1); 2) Evaluate the effects of different concentrations of melatonin during the in vitro culture of bovine early antral follicles (Phase 2) and 3) Investigate the effects of modulation of cyclic adenosine monophosphate during in vitro prematuration and the role of melatonin in vitro maturation (MIV) of bovine CCOs (Phase 3). In phase 1, fragments of ovarian tissue were cultured for six days in α-MEM+ alone or supplemented with melatonin (1000 pM), melatonin and luzindole (1000 pM) or melatonin and rapamycin (0.16 µg/ml). In phase 2, isolated early antral follicles were cultured in TCM-199+ alone or supplemented with 10-6, 10-7, or 10-8 M melatonin at 38.5°C with 5% CO2 for 8 days. After culture, follicular growth, ultrastructure, chromatin configuration, viability and ROS and mRNA levels were investigated. Phase 3 included two experiments. In experiment 1, CCOs were pre-matured for 8 h in control medium or with 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX) and forskolin, IBMX and C-type natriuretic peptide (CNP), CNP and forskolin or IBMX, CNP and forskolin. In experiment 2, CCOs were pre-matured, followed by IVM in control medium alone or with 10-6, 10-7 or 10-8 M melatonin. After IVM, chromatin configuration, transzonal projections (TZPs), reactive oxygen species, mitochondrial distribution, ultrastructure and mRNA expression were evaluated. To verify data normalization, the Shapiro-Wilk test was used. The mRNA levels were analyzed using the Kruskal-Wallis test and for other assessments, in general, the ANOVA and Tukey tests were used. In phase 1, ovarian tissues cultured with melatonin, melatonin and luzindole or melatonin and rapamycin showed a significantly higher percentage of morphologically normal follicles compared to the control medium. Melatonin reduced the percentage of primordial follicles, increased the percentage of developing follicles and collagen levels. However, these effects were blocked by luzindole or rapamycin (P<0.05). In phase 2, early antral follicles cultured with 10-6 M and 10-8 M melatonin had a progressive increase in their diameters during the culture period (P < 0.05). Furthermore, oocytes from follicles cultured with 10-7 or 10-8 M melatonin showed increased fluorescence for calcein-AM. Follicles cultured with 10-8 M melatonin showed well-preserved ultrastructure. In phase 3, higher rates of meiotic resumption were observed in the 10-8 M melatonin treatment (P<0.05). CCOs matured with 10-7 or 10-8 M melatonin showed greater mitochondrial activity (P<0.05), while those matured with 10-6 or 10-8 M showed higher levels of TZPs. CCOs matured with 10-8 M melatonin increased mRNA expression for superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) (P<0.05), when compared to uncultured and pre-matured CCOs, respectively. In conclusion, melatonin supplementation during bovine ovarian tissue culture promotes follicular activation and increases collagen fibers through its membrane-coupled receptors and mTORC1. Furthermore, supplementation of 10-8 M melatonin in the culture of early antral follicles improves oocyte viability and preserves the ultrastructure of the organelles in oocyte and granulosa cell membranes. Finally, prematuration with CNP and forskolin combined with supplementation of 10-8 M melatonin during IVM, improves meiotic resumption rates, preserves TZPs, increases mitochondrial activity and relative mRNA expression for SOD and CAT in CCOs. |
URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77477 |
Author's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/0999298928760815 |
Advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/7013269523847698 |
Co-advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/7987281486042916 |
Access Rights: | Acesso Aberto |
Appears in Collections: | RENORBIO - Teses defendidas na UFC |
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