Nanouterus.like: implementação comercial de um sistema de cultivo 3d para melhoramento da produção in vitro de embriões

• Processo: 22/06068-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2023
• Área do conhecimento: Ciências Agrárias - Medicina Veterinária - Reprodução Animal
• Pesquisador responsável: Raquel Zaneti Puelker
• Beneficiário: Raquel Zaneti Puelker
• CNAE: Criação de bovinos ; Atividades de atenção à saúde humana não especificadas anteriormente
• Pesquisadores principais: Anthony César de Souza Castilho
• Pesquisadores associados: Sarah Gomes Nunes
• Auxílio(s) vinculado(s): 24/18064-0 - NanoUterus.Like: a nova era de cultura embrionária 3D para melhoria da eficiência reprodutiva animal, AP.PIPE
• Assunto(s): Biotecnologia Inovação Técnicas in vitro Técnicas de maturação in vitro de oócitos Modelos tridimensionais de cultura de células Embrião
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biotecnologia | cultivo tridimencional (3D) | embrião | Inovação | maturação oocitária | Produção in vitro

Resumo

Apesar do sucesso alcançado pela biotecnologia de produção in vitro de embriões (PIV), as condições atuais comercialmente disponíveis tanto na medicina reprodutiva humana quanto na indústria de produção animal ainda estão abaixo do ideal. De fato, a perda no desenvolvimento in vitro de oócitos bovinos até o estágio de blastocisto é da ordem de 60 a 70%. Neste contexto, melhorias que possam expandir a produtividade e qualidade podem ser novas estratégias de pesquisa e desenvolvimento (P&D), a fim de alavancar ainda mais o impacto econômico (de mais de R$ 597 bilhões em 2018, somente no setor de agronegócio bovino) desta biotécnica e seu melhoramento bioprocessual. Esse cenário de baixa produção pode ser relacionado, em partes, ao sistema de PIVE acontecer atualmente em um ambiente bidimensional (2D). Embora o sistema tridimensional (3D) venha ganhando atenção nos últimos anos, pouco avanço na medicina reprodutiva animal e humana tem sido conquistado. Ademais, ainda há uma baixa reprodutibilidade e pouca validação de comprovação efetiva em seus estudos. Assim, a maturação in vitro 3D (MIV-3D) é uma abordagem promissora no aperfeiçoamento da MIV, uma vez que ela reduz o achatamento dos complexos cumulus-oócito (CCOs) e preserva sua integridade estrutural e funcional. Inicialmente, visando melhorar a maturação e competência oocitária; e implementar uma tecnologia inovadora no mercado, nosso grupo propõe a criação de um sistema MIV-3D, o NanoUterus.Like, com o uso da Matriz 3D CellFate®, a ser personalizada em parceria com a Biocelltis Biotecnologia S.A, Florianópolis, Brasil. É importante ressaltar que apesar de utilizar o modelo bovino para os testes iniciais, nosso sistema propõe a expansão futura em diferentes espécies, abrangendo aquelas com maior apelo comercial e sanitário como: bovinos, equinos, suínos e ovinos; focando em especial, a espécie humana, ao utilizar o embrião bovino como modelo biológico ideal e mais representativo. Para tanto, os CCOs bovinos serão aspirados de ovários através de OPU e serão maturados in vitro com o uso do novo sistema NanoUterus.Like. Após 24 horas, parte dos CCOs maturados serão vitrificados e os demais serão submetidos às avaliações celulares e moleculares de aquisição da competência oocitária à fertilização e produção de embriões: progressão meiótica, potencial de membrana mitocondrial, estresse oxidativo e avaliação da apoptose celular. Em sequência, parte dos CCOs seguirão para a fertilização e cultivo embrionário in vitro. Ao final, será caracterizada a avaliação de taxa de produção embrionária e vitrificação embrionária que serão utilizados como marcadores que comprovem a eficácia e aperfeiçoamento da MIV com o uso comercial do NanoUterus.Like. Em suma, nossa tecnologia permitirá que os CCOs sejam maturados em terceira dimensão promovendo diferenças significativas na competência e no comportamento celular, esperando melhorias nos processos de diferenciação, proliferação e qualidade em comparação ao sistema 2D. Além disso, a Matriz 3D CellFate® também poderá oferecer um sistema drug-delivery permitindo futuramente, a liberação controlada de substâncias e componentes que beneficiem a MIV de oócitos mamíferos. Por fim, prospectamos que este venha a ser um modelo comercial ideal para avaliação de novos produtos e bioprocessos que possam maximizar a fertilidade de espécies mamíferas em programas de reprodução assistida. (AU)