Vesículas extracelulares como uma plataforma para diagnóstico e manipulação do sistema de produção in vitro de embriões: a nova geração da reprodução animal

Resumo

A produção in vitro de embriões (PIV) é amplamente utilizada em humanos e animais como alternativa aos problemas de infertilidade e uma ferramenta para aumentar a eficiência produtiva dos animais domésticos, especialmente bovinos. Desde o seu início, a PIV confiou na evolução constante da composição dos meios de cultura de células com base na composição observada nos fluidos reprodutivos. Vesículas extracelulares (VEs) são vesículas de tamanho nanométrico presentes em diferentes fluidos corporais, incluindo fluido folicular ovariano, fluido ovidutal e uterino, e acredita-se que estejam envolvidas na comunicação célula-célula. VEs desempenham um papel importante na mediação da troca de materiais bioativos, como miRNAs, mRNAs e proteínas. Além disso, as VEs são usadas para fins diagnósticos e terapêuticos, permitindo a detecção de alterações celulares e a modificação de células-alvo, respectivamente. Anteriormente, nosso laboratório focou em investigações de miRNAs, proteínas e conteúdo de mRNAs de VEs no fluido folicular ovariano, fluido ovidutal, fluido uterino, plasma seminal de touro e soro sanguíneo. Esses experimentos descobriram uma lista de muitos miRNAs, proteínas e alvos de mRNA em VEs, que demonstraram estar associados à competência do oócito e espermatozoide, bem como ao desenvolvimento embrionário. No entanto, lacunas consideráveis ainda precisam ser abordadas, incluindo a identificação dos mecanismos envolvidos na entrega do conteúdo de VEs (miRNA e mRNA) para cúmulos e oócitos, o desenvolvimento de plataformas não invasivas e confiáveis para realizar diagnósticos PIV e o desenvolvimento de novas gerações meios de cultura não baseados em material de origem animal, para tratar gametas e embriões in vitro. Este projeto visa responder a essas lacunas e testar a hipótese de que pequenas vesículas extracelulares são uma ferramenta terapêutica e diagnóstica para melhorar a produção de embriões in vitro. Para testar esta hipótese, propomos três objetivos principais: 1) Determinar os mecanismos envolvidos na entrega de miRNAs e mRNAs de vesículas extracelulares para células cumulus e embriões usando VEs de fluido folicular e fluido ovidutal, bem como seu impacto no cumulus-oócito e embriões após suplementação com as VEs. 2) Desenvolver um sistema de microfluido para permitir a amostragem do meio de cultivo condicionado pelo embrião e análise de VEs. 3) Determinar o papel da cultura de células da granulosa ovariana como biorreatores para a geração de vesículas extracelulares em comparação com lipossomas e vesículas híbridas como agentes de entrega. Após a conclusão, este projeto identificará novas ferramentas para permitir o uso de VEs para entrega de conteúdo específico e o uso dessas vesículas para diagnósticos baseados em pequeno volume de fluído. Este projeto irá melhorar nossa compreensão da entrega do conteúdo de VEs, terapêutica e diagnóstico, o que irá acelerar o desenvolvimento de uma plataforma de próxima geração para reprodução animal, impactando a indústria de PIV de animais domésticos e a saúde humana. Assim, ao final desse projeto pretendemos ter miRNAs e mRNAs adequados para serem usados como suplemento para PIV e como ferramentas para determinar a qualidade de gametas e embriões aumentando a eficiência de PIV. (AU)