Rotas intracelulares e intercelulares durante a foliculogênese e maturação oocitária in vivo e in vitro

• Processo: 14/21034-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2015
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2017
• 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: Fabiana Fernandes Bressan ; Juliano Coelho da Silveira ; Luciano Andrade Silva
• Assunto(s): Biotecnologia da reprodução Embriogênese MicroRNAs Maturação in vitro Oócitos Cumulus
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: células do cumulus | competência oocitária | Desenvolvimento embrionário | lipídeos e mitocôndria | maturação oocitária | microRNA | Biotecnologia da reprodução

Resumo

A produção in vitro de embriões (PIVE) bovinos é uma biotecnologia amplamente difundida no Brasil. Todavia o sistema de produção in vitro, embora viável tecnicamente, ainda provoca alterações celulares e moleculares nos oócitos e embriões, resultando em uma eficiência abaixo da desejável, com taxas que variam de 30 a 50% na produção embrionária. Assim, gerar metodologias que levem à maior conversão de oócitos a embriões e compreender os mecanismos que determinam a competência oocitária é de interesse estratégico para o mercado nacional de produção in vitro de embriões. O microambiente folicular e o metabolismo da célula oocitária são fundamentais para determinar a aquisição da competência pelo oócito. Experimentos avaliando rotas intracelulares ou intercelulares durante a maturação oocitária e desenvolvimento embrionário serão conduzidas com objetivos finais de investigar mecanismos associados com a competência oocitária e de gerar incremento nas taxas de PIVE bovinos. A primeira estratégia de pesquisa terá foco no metabolismo oxidativo de lipídeos e atividade mitocondrial. Estudos prévios conduzidos por nosso grupo de pesquisas demonstraram deficiência em relação à migração e quantidade de mitocôndrias ativas e gotas lipídicas durante a maturação in vitro (MIV) comparado ao processo in vivo. Considerando que as mitocôndrias oocitárias são responsáveis pelo aporte energético até o estádio de blastocisto, e que a oxidação dos ácidos graxos nas mitocôndrias é o principal mecanismo celular responsável pelo fornecimento energético para o desenvolvimento oocitário e embrionário, a atividade de mitocôndrias e gotas lipídicas é determinante para o sucesso da PIVE. Há relatos de que substâncias moduladoras da beta-oxidação, como a L-carnitina e o bezafibrato, possam estimular o processo oxidativo e levar a incremento nas taxas da produção de embriões. Portanto, esta linha de experimentação visa comparar a atividade mitocondrial e o metabolismo lipídico entre a produção in vivo de embriões e a PIVE, bem como determinar o efeito da adição de moduladores da oxidação mitocondrial (L-carnitina e bezafibrato) durante a MIV nas taxas de produção in vitro. Para esse fim, (1) serão avaliadas tanto o comportamento lipídico e mitocondrial e a beta-oxidação, quanto fatores de estresse celular durante a maturação e desenvolvimento embrionário em sistemas in vivo e in vitro. A segunda e terceira estratégias de pesquisa terão foco nas rotas extracelulares de comunicação entre células do microambiente folicular. Será investigada a hipótese que proteínas presentes em vesículas secretadas por células (VSC) foliculares e presentes no líquido folicular (LF) e miRNAs presentes nas células do cumulus modulam a qualidade oocitária. Para este fim, (2) será feita a identificação e quantificação de proteínas no LF presentes em VSCs (microvesículas e exossomos) relacionando-as à competência oocitária; e (3) determinação do perfil dos miRNAs das células do cumulus correlacionando-os com a competência oocitária. Para os miRNAs relacionados ao potencial de desenvolvimento oocitário, testes funcionais serão realizados através da adição de replicadores (miRNA mimics) ou inibidores (miRNA inhibitors) destes miRNAs alvos, e posterior avaliação do efeito nas taxas de PIVE. A partir dos resultados deste projeto espera-se compreender os efeitos dos sistemas in vitro sobre a beta-oxidação e metabolismo lipídico-mitocondrial, bem como esclarecer os mecanismos de comunicação intercelular dentro no folículo ovariano, caracterizar o perfil de miRNAs nas células do cumulus, e identificar possíveis miRNAs e proteínas biomarcadores de qualidade oocitária. Ainda, espera-se desenvolver novas ferramentas para intensificar a produção in vitro de embriões bovinos, através do incremento na produção embrionária pela adição de moduladores da oxidação mitocondrial que não aumentem o estresse oxidativo celular, ou pela mimetização de um perfil de miRNAs associado à competência oocitária. (AU)

Publicações científicas

(13)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

ANDRADE, GABRIELLA MAMEDE; BOMFIM, MONALISA MEDRADO; DEL COLLADO, MAITE; MEIRELLES, FLAVIO VIEIRA; PERECIN, FELIPE; DA SILVEIRA, JULIANO COELHO. Oxygen tension modulates extracellular vesicles and its miRNA contents in bovine embryo culture medium. Molecular Reproduction and Development, v. 86, n. 8, p. 1067-1080, AUG 2019. (12/50533-2, 14/21034-3, 15/21829-9, 14/22887-0, 14/21042-6, 13/08135-2)

DEL COLLADO, MAITE; DA SILVEIRA, JULIANO COELHO; SANGALLI, JULIANO RODRIGUES; ANDRADE, GABRIELLA MAMEDE; DA SILVA SOUSA, LETICIA RABELLO; SILVA, LUCIANO ANDRADE; MEIRELLES, FLAVIO VIEIRA; PERECIN, FELIPE. Fatty Acid Binding Protein 3 And Transzonal Projections Are Involved In Lipid Accumulation During In Vitro Maturation Of Bovine Oocytes. SCIENTIFIC REPORTS, v. 7, JUN 1 2017. (14/03281-3, 13/08135-2, 15/26056-8, 14/22887-0, 14/21034-3)

BRESSAN, FABIANA FERNANDES; FANTINATO-NETO, PAULO; ANDRADE, GABRIELLA MAMEDE; SANGALLI, JULIANO RODRIGUES; SAMPAIO, RAFAEL VILAR; DA SILVEIRA, JULIANO COELHO; PERECIN, FELIPE; MEIRELLES, FLAVIO VIEIRA. Desafios e perspectivas na produção in vitro de embriões bovinos: enfoque epigenético e em vesículas secretadas por células. Ciência Rural, v. 45, n. 10, p. 1879-1886, OCT 2015. (08/57877-3, 13/08135-2, 14/21034-3)

BOMFIM, MONALISA M.; ANDRADE, GABRIELLA M.; DEL COLLADO, MAITE; SANGALLI, JULIANO R.; FONTES, PATRICIA K.; NOGUEIRA, MARCELO F. G.; MEIRELLES, FLAVIO V.; DA SILVEIRA, JULIANO C.; PERECIN, FELIPE. Antioxidant responses and deregulation of epigenetic writers and erasers link oxidative stress and DNA methylation in bovine blastocysts. Molecular Reproduction and Development, v. 84, n. 12, p. 1296-1305, DEC 2017. (14/22887-0, 14/21034-3, 13/08135-2, 14/21042-6, 12/50533-2)

DEL COLLADO, MAITE; ANDRADE, GABRIELLA MAMEDE; MEIRELLES, FLAVIO VIEIRA; DA SILVEIRA, JULIANO COELHO; PERECIN, FELIPE. Contributions from the ovarian follicular environment to oocyte function. ANIMAL REPRODUCTION, v. 15, n. 3, p. 261-270, JUL-SEP 2018. (18/01431-9, 13/08135-2, 17/19825-0, 14/22887-0, 14/21034-3)

DEL COLLADO, MAITE; DA SILVEIRA, JULIANO C.; OLIVEIRA, MARCELO L. F.; ALVES, BARBARA M. S. M.; SIMAS, ROSINEIDE C.; GODOY, ADRIANA T.; COELHO, MIRELA B.; MARQUES, LYGIA A.; CARRIERO, MATEUS M.; NOGUEIRA, MARCELO F. G.; et al. In vitro maturation impacts cumulus-oocyte complex metabolism and stress in cattle. Reproduction, v. 154, n. 6, p. 881-893, DEC 2017. (14/03281-3, 13/08135-2, 12/50533-2, 14/22887-0, 14/21034-3)

SAMPAIO, RAFAEL VILAR; SANGALLI, JULIANO RODRIGUES; CAMARA DE BEM, TIAGO HENRIQUE; AMBRIZI, DEWISON RICARDO; DEL COLLADO, MAITE; BRIDI, ALESSANDRA; CAVALCANTE MENDES DE AVILA, ANA CLARA FAQUINELI; MACABELLI, CAROLINA HABERMANN; OLIVEIRA, LILIAN DE JESUS; DA SILVEIRA, JULIANO COELHO; et al. Catalytic inhibition of H3K9me2 writers disturbs epigenetic marks during bovine nuclear reprogramming. SCIENTIFIC REPORTS, v. 10, n. 1, JUL 13 2020. (15/08807-6, 14/22887-0, 13/08135-2, 14/50947-7, 14/21034-3, 15/25111-5, 12/50533-2, 13/07160-3)

SANGALLI, JULIANO RODRIGUES; SAMPAIO, RAFAEL VILAR; DEL COLLADO, MAITE; DA SILVEIRA, JULIANO COELHO; CAMARA DE BEM, TIAGO HENRIQUE; PERECIN, FELIPE; SMITH, LAWRENCE CHARLES; MEIRELLES, FLAVIO VIEIRA. Metabolic gene expression and epigenetic effects of the ketone body beta-hydroxybutyrate on H3K9ac in bovine cells, oocytes and embryos (vol 8, 13766, 2018). SCIENTIFIC REPORTS, v. 8, p. 1-pg., 2018-11-16. (16/13416-9, 14/22887-0, 14/21034-3, 12/50533-2, 14/50947-7, 13/06673-7, 13/08135-2, 14/21097-5)

DA SILVEIRA, JULIANO C.; ANDRADE, GABRIELLA M.; DEL COLLADO, MAITE; SAMPAIO, RAFAEL V.; SANGALLI, JULIANO R.; SILVA, LUCIANO A.; PINAFFI, FABIO V. L.; JARDIM, IZABELLE B.; CESAR, MARCELO C.; NOGUEIRA, MARCELO F. G.; et al. Supplementation with small-extracellular vesicles from ovarian follicular fluid during in vitro production modulates bovine embryo development. PLoS One, v. 12, n. 6, JUN 15 2017. (13/10473-3, 13/08135-2, 12/50533-2, 14/22887-0, 14/21034-3)

ANDRADE, GABRIELLA MAMEDE; DA SILVEIRA, JULIANO COELHO; PERRINI, CLAUDIA; DEL COLLADO, MAITE; GEBREMEDHN, SAMUEL; TESFAYE, DAWIT; MEIRELLES, FLAVIO VIEIRA; PERECIN, FELIPE. The role of the PI3K-Akt signaling pathway in the developmental competence of bovine oocytes. PLoS One, v. 12, n. 9, SEP 18 2017. (12/50533-2, 13/08135-2, 14/22887-0, 14/21034-3)

ANDRADE, G. M.; MEIRELLES, F. V.; PERECIN, F.; DA SILVEIRA, J. C.. Cellular and extracellular vesicular origins of miRNAs within the bovine ovarian follicle. REPRODUCTION IN DOMESTIC ANIMALS, v. 52, n. 6, p. 1036-1045, DEC 2017. (13/10473-3, 13/08135-2, 12/50533-2, 14/22887-0, 14/21034-3)

SANGALLI, JULIANO RODRIGUES; SAMPAIO, RAFAEL VILAR; DEL COLLADO, MAITE; DA SILVEIRA, JULIANO COELHO; CAMARA DE BEM, TIAGO HENRIQUE; PERECIN, FELIPE; SMITH, LAWRENCE CHARLES; MEIRELLES, FLAVIO VIEIRA. Metabolic gene expression and epigenetic effects of the ketone body beta-hydroxybutyrate. SCIENTIFIC REPORTS, v. 8, SEP 13 2018. (13/08135-2, 16/13416-9, 13/06673-7, 12/50533-2, 14/21097-5, 14/22887-0, 14/21034-3)

DA SILVEIRA, JULIANO COELHO; ANDRADE, GABRIELLA MAMEDE; SIMAS, ROSINEIDE COSTA; MARTINS-JUNIOR, HELIO ALVES; EBERLIN, MARCOS NOGUEIRA; SMITH, LAWRENCE CHARLES; PERECIN, FELIPE; MEIRELLES, FLAVIO VIEIRA. Lipid profile of extracellular vesicles and their relationship with bovine oocyte developmental competence: New players in intra follicular cell communication. Theriogenology, v. 174, p. 1-8, OCT 15 2021. (11/15416-2, 19/15491-6, 15/21829-9, 12/50533-2, 13/08135-2, 14/22887-0, 14/21034-3)