Efeito da atenuação do estresse de retículo endoplasmático sobre o desenvolvimento embrionário e taxa de prenhez em um sistema comercial de embriões bovinos

Abstract

A produção de embriões bovinos por fertilização in vitro (FIV) no mundo ultrapassou a dos produzidos in vivo e tem tendência de crescimento devido às vantagens que a técnica proporciona. Apesar desta condição a qualidade do embrião in vitro ainda é inferior ao do embrião in vivo, em especial relativo as taxas de gestação e nascimentos. O mal funcionamento do reticulo endoplasmático (RE), causado por estresse do cultivo in vitro, pode levar a incapacidade de desdobramento de proteínas e na produção de espécies reativas ao oxigênio (ROS), ativando a autofagia e apoptose. O TUDCA (ácido ursodesoxicólico) é um ácido biliar natural encontrado principalmente em ursos e em pequena quantidade em humanos. Quando utilizado como suplemento em meios de cultivo, resulta na atenuação do estresse de RE. O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito do tratamento de embriões com TUDCA sobre a taxa de clivagem e blastocisto in vitro assim como as taxas de prenhez após transferência à fresco para receptoras sincronizadas. Ao todo foram aspiradas 419 vacas em rotinas de produção comercial de embriões, sendo 184 de raças leiteiras (holandesas) e 235 de raças de corte (10 raças). Dos 6.861 oócitos colhidos, 4.808 foram maturados in vitro e, posteriormente fecundados. Após o processo de fertilização os zigotos foram divididos nos tratamentos com 100µM de TUDCA durante todo o período de cultivo (n = 2.386) ou controle (n = 2.422). Taxas de clivagem e blastocistos foram avaliadas por ANOVA utilizando software JMP-SAS. No total, 1.481 embriões foram produzidos e avaliados nos dias 7 e 9 após a fertilização, resultando em 536 transferências de embriões frescos, 442 congelados e 503 de qualidade inferior ou não prontos para congelar ou transferir no D7 ou D8. O grupo tratado com TUDCA apresentou uma taxa de blastocisto 5% maior por oócito cultivado em comparação ao grupo controle (47,33±3,5% e 36,22±3,0%, respectivamente; P<0,05) nas raças de corte. Os dados de clivagem não apresentaram diferença estatística. Da mesma forma, nas raças de leite, não houve diferença significativa nas taxas de clivagem e blastocisto. Das 536 transferências, fizemos diagnóstico em 438 receptoras que resultaram em 211 gestações entre os dias 30 e 45 após a TE. As taxas de gestação foram avaliadas por teste de Qui-quadrado conforme procedimento do software JMP-SAS. As taxas de prenhez no grupo tratado com TUDCA e controle foi de 49,01% e 42,03% respectivamente, em vacas de corte. No entanto, em vacas de leite, o tratamento com TUDCA resultou em uma taxa de 65,52% enquanto para o grupo controle a taxa foi de 41,44%, sendo o grupo tratado estatisticamente superior ao grupo controle. O tratamento com TUDCA melhora significativamente a qualidade de embriões em vacas de corte e de leite, seja pelo aumento nas taxas de blastocisto, observado em vacas de corte ou pelo aumento nas taxas de prenhez observado nas vacas de leite. Mais estudos serão necessários para avaliar os reais parâmetros de qualidade e mecanismos moleculares responsáveis por esses achados.

Abstract: Global production of bovine embryos through in vitro fertilization (IVF) has surpassed in vivo methods, driven by advancements in in vitro techniques. Nonetheless, the quality of in vitro embryos remains inferior to in vivo embryos, especially regarding pregnancy and birth rates. In vitro production stress can lead to endoplasmic reticulum (ER) dysfunction, impairing protein folding and generating reactive oxygen species, which may induce autophagy and apoptosis. Tauroursodeoxycholic acid (TUDCA), a bile acid mainly derived from bears and present in small amounts in humans, mitigates ER stress as a culture media supplement. This study evaluated the impact of TUDCA on the cleavage and blastocyst rates of in vitro embryos and the pregnancy rate after transfer to synchronized recipients. A total of 419 cows were aspirated in a commercial embryo production setting?184 dairy (Holstein) and 235 beef cows from 10 breeds. From 6,861 oocytes collected via ovum pick-up (OPU), 4,808 matured and were fertilized in vitro. The resulting zygotes were divided into two groups: one treated with 100 µM TUDCA throughout cultivation (n = 2,386) and a control group with no treatment (n = 2,422). Cleavage and blastocyst rates were analyzed using ANOVA via JMP-SAS software. A total of 1,481 embryos were evaluated on days 7 and 9 post-fertilization, resulting in 536 fresh transfers, 442 frozen transfers, and 503 embryos identified as lower quality or unfit for transfer or freezing on day 7, which were discarded on day 9. The TUDCA treated group demonstrated a 5% higher blastocyst rate per cultured oocyte than the control, with rates of 47.33±3.5% and 36.22±3.0%, respectively (P<0.05). No significant differences in cleavage rates were noted between the groups, nor among dairy breeds. Of the 536 fresh embryos transferred, 438 were assessed via ultrasound for pregnancy between 30 and 45 days post-transfer, resulting in 211 confirmed pregnancies. Pregnancy rates were analyzed using the chi-square test via JMP-SAS software. In the beef group, pregnancy rates were similar at 49.01% for TUDCA-treated and 42.03% for the control group. Conversely, the TUDCA-treated milk group exhibited a significant pregnancy rate of 65.52%, compared to 41.44% in the control group. From the data obtained, we concluded that the group treated with TUDCA had a 5% higher blastocyst rate per cultured oocytes compared to the control group, therefore the TUDCA treatment group had a positive effect on the production and quality of the embryos, and in relation to pregnancy rates in the milk group treated with TUDCA was also statistically significant, being 65.51%, while the control group was 41.44%.