Manipulação do ambiente in vitro visando a aquisição da totipotência in vitro por meio de células tronco pluripotentes induzidas de bovinos

• Processo: 23/01579-4
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2025
• Área do conhecimento: Ciências Agrárias - Medicina Veterinária - Reprodução Animal
• Acordo de Cooperação: CNPq
• Pesquisador responsável: Lawrence Charles Smith
• Beneficiário: Lawrence Charles Smith
• Instituição Sede: Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos (FZEA). Universidade de São Paulo (USP). Pirassununga , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: Pirassununga
• Vinculado ao auxílio: 21/09886-8 - Maturação epigenética do oócito e totipotência: o potencial do oócito e sua relação com o nicho folicular ovariano, AP.SPEC
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/11354-0 - Manipulação do ambiente in vitro visando a aquisição da totipotência in vitro por meio de células tronco pluripotentes induzidas de bovinos, BP.JD
• Assunto(s): Epigenômica Embrião Oócitos Células-tronco pluripotentes induzidas Células germinativas Gametogênese Bovinos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Células IPSC | células PGC | embrião | epigenética | oócito | totipotência | Epigenética da diferenciação gamética

Resumo

Após a fertilização e ainda durante a fase embrionária, as células germinativas têm a função essencial de alcançar a totipotência para que as informações genéticas sejam passadas corretamente para a próxima geração, ainda assegurando a diversidade genética. Para tal, ainda neste período estas células são submetidas à reprogramação epigenética. Muito têm-se investigado sobre os mecanismos e os sistemas do desenvolvimento destas células, sendo que na última década muitos esforços têm sido feitos para reconstituir todos estes processos in vitro (gametogênese in vitro). A reconstituição in vitro de todo o processo de gametogênese por meio da diferenciação de células tronco pluripotentes foi relatada com sucesso apenas em humanos e camundongos, sendo que tais estudos abrem a possibilidade de produzir oócitos ou espermatozoides viáveis de outras espécies, como suínos e bovinos. Neste contexto, este estudo visa, de forma inédita, fornecer um modelo de geração de células germinativas in vitro em bovinos, estudando o efeito do ambiente na expressão gênica e epigenética destas células, avaliando assim seu potencial de gerar gametas competentes a partir dessas células in vitro, o que deverá contribuir sobremaneira para o crescimento e desenvolvimento da biologia reprodutiva dos animais de produção no Brasil. Para isto, as células tronco pluripotentes induzidas de bovinos (biPSCs) já previamente produzidas e caracterizadas pelo nosso grupo de pesquisa serão inicialmente diferenciadas em células germinativas primordiais (PGCLCs) e, em seguida, submetidas à agregação com fluído folicular no sistema de cultivo reconstituted ovaries (rOvary), já descrito em camundongos. O fluido folicular tem demonstrado em espécies como bovinos e suínos, fornecer um ambiente favorável para processo de diferenciação de células tronco ovariana ou fibroblastos em células semelhantes a oócitos (OLCs), principalmente por auxiliar no processo de maturação, reduzir os níveis de produção de espécies reativas de oxigênio (ROS) e aumento da capacidade de resposta às gonadotrofinas. Todas as células serão analisadas quanto à morfologia, expressão gênica, proteica e modificações epigenéticas durante diferentes períodos do cultivo. Os resultados gerados nesta pesquisa permitirão a criação de novas perspectivas tanto para a aplicação na biologia reprodutiva, transgenia, clonagem, ganho genético e agropecuária de precisão, quanto contribuirão para estudos futuros da biologia básica e do desenvolvimento. (AU)