Mensagens armazenadas no gameta masculino bovino: efeitos do estresse térmico, papel das interações epidídimo-espermatozoide e contribuição paterna ao desenvolvimento embrionário

• Processo: 21/08759-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Agrárias - Medicina Veterinária - Reprodução Animal
• Pesquisador responsável: Felipe Perecin
• Beneficiário: Felipe Perecin
• Instituição Sede: Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos (FZEA). Universidade de São Paulo (USP). Pirassununga , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Flávio Vieira Meirelles ; Juliano Coelho da Silveira ; Luís Miguel Águila Paredes ; Maíra Bianchi Rodrigues Alves ; Maria Elena Arias Cea ; Ricardo Felmer ; Ricardo Perecin Nociti
• Assunto(s): Biotecnologia da reprodução Bovinos Embriogênese Espermatozoides animal Sêmen animal Epididimo Vesículas extracelulares
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bovino | Contribuição paterna | embrião | epidídimo | sêmen | vesículas extracelulares | Biotecnologia da Reprodução

Resumo

Embora os atributos morfológicos e funcionais dos espermatozoides se associem à qualidade espermática e ao potencial fértil masculino, características moleculares espermáticas foram incluídas recentemente como determinantes desses fatores. Nesse sentido, os espermatozoides possuem moléculas de RNA, principalmente ncRNAs (RNAs não codificadores), relacionadas ao desenvolvimento embrionário inicial. Como os espermatozoides são tipicamente classificados como transcricionalmente inertes, estes adquirem grande parte das moléculas de RNA durante o trânsito pelo epidídimo por meio das vesículas extracelulares (epididimossomos) liberadas pelo epitélio epididimário. Recentemente, usando dois modelos experimentais diferentes, mostramos que microRNAs (miRNAs), uma subpopulação específica de ncRNAs, (1) são alterados nos espermatozoides e nas vesículas extracelulares (VEs) isoladas do plasma seminal de touros expostos ao estresse térmico escrotal e (2) são entregues por espermatozoides de touros de baixa fertilidade ao embrião, influenciando o desenvolvimento embrionário inicial. No entanto, os resultados do primeiro modelo não mostraram se o perfil molecular do epitélio epididimário também poderia ser alterado pelo estresse térmico. Além disso, embora tenhamos demonstrado no segundo modelo a influência da assinatura molecular dos espermatozoides no desenvolvimento embrionário, não podemos concluir sobre o envolvimento das VEs. Assim, embora nossos estudos tenham demonstrado que o perfil molecular dos espermatozoides e das VEs do plasma seminal seja alterado pelo estresse térmico, ainda não se sabe sobre os mecanismos que levam a essas alterações e o impacto delas no desenvolvimento embrionário. Dado que os efeitos do estresse térmico são bem descritos em relação ao prejuízo que causam à qualidade espermática e ao potencial fértil masculino e, por outro lado, são desconhecidos quanto às interações epidídimo-espermatozoides mediadas pelos epidídimos, a hipótese aqui é que o estresse térmico desencadeia mudanças moleculares no epidídimo e nas células espermáticas mediadas por epididimossomos, que impactam no desenvolvimento embrionário inicial. Para lançar luz sobre esta proposição, foram delineados dois estudos. No Estudo 1, os efeitos do estresse térmico escrotal serão investigados no epidídimo, nos espermatozoides e nos embriões usando um modelo in vivo. O objetivo deste estudo é caracterizar as alterações moleculares (principalmente de RNAs) promovidas pelo estresse térmico escrotal no epidídimo, nos espermatozoides e nas características paternas transmitidas aos embriões pré-implantação. Os resultados deste estudo irão mostrar novas vias envolvidas na interação epidídimo-espermatozoide que impactam o desenvolvimento embrionário. No Estudo 2, a interação epidídimo-espermatozoide sob condições de estresse térmico será investigada em modelo in vitro. O objetivo deste estudo é investigar se a interação epidídimo-espermatozoide sofre impacto de epididimossomos alterados. Os resultados deste estudo mostrarão os efeitos do estresse térmico no conteúdo e na liberação dos epididimossomos pelo epitélio epididimário. A conclusão dos estudos fornecerá novos conhecimentos sobre a regulação do conteúdo molecular das células espermáticas e seu impacto no desenvolvimento embrionário abrindo novos caminhos para entender a contribuição paterna para o desenvolvimento embrionário e fertilidade em mamíferos. (AU)