Efeito do desacoplamento mitocondrial e da estimulação da via glicolítica na funcionalidade, bioenergética e homeostase oxidativa dos espermatozoides bovinos submetidos à criopreservação

• Processo: 17/13090-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2021
• Área de conhecimento: Ciências Agrárias - Medicina Veterinária - Reprodução Animal
• Pesquisador responsável: Marcilio Nichi
• Beneficiário: João Diego de Agostini Losano
• Instituição Sede: Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia (FMVZ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Mitocôndrias Estresse oxidativo Espécies de oxigênio reativas Fosforilação oxidativa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: criopreservação espermática | espécies reativas de oxigênio | espermatozoide bovino | Estresse oxidativo | fosforilação oxidativa | mitocôndria | Criopreservação e bioenergética espermática

Resumo

A criopreservação espermática é considerada um processo-chave para a utilização das biotecnologias reprodutivas, tais como a inseminação artificial e a fertilização in vitro. No entanto, sabe-se que esta técnica causa diminuição na qualidade espermática. Dentre os fatores envolvidos (e.g., formação de cristais de gelo, aumento da osmolaridade) um mecanismo agravante envolvido direta ou indiretamente nos danos durante a criopreservação seria o estresse oxidativo. Uma vez que a mitocôndria representa a principal fonte liberadora de agentes pró-oxidantes, acredita-se que esta organela possui um papel central no desequilíbrio oxidativo do espermatozoide. Portanto, disfunções mitocondriais durante a criopreservação espermática, especialmente relacionadas à danos intracelulares em organelas, são, possivelmente, a origem da liberação excessiva de espécies reativas de oxigênio (EROs). Este quadro caracterizaria o estresse oxidativo, que pode constituir uma importante fonte de danos aos espermatozoides pós-descongelação. Além disso, foi verificada uma redução na capacidade antioxidante dos espermatozoides após a criopreservação, predispondo ainda mais estas células ao estresse oxidativo.Desta forma, diversos estudos vêm sendo conduzidos visando desenvolver terapias antioxidantes para amostras espermáticas submetidas à criopreservação, objetivando a prevenção do desbalanço oxidativo. No entanto, para que uma terapia antioxidante seja eficiente é necessária uma concentração ideal destes antioxidantes para manter um equilíbrio de oxirredução, já que as EROs possuem um papel fisiológico nos processos de capacitação espermática e fecundação. Além disso, cada antioxidante atua eliminando preferencialmente uma ERO específica. Adicionalmente, cada estrutura espermática pode ser mais susceptível à uma determinada ERO. Portanto, para estes tratamentos serem efetivos o ideal seria realizar uma terapia composta por uma associação entre estes antioxidantes com concentrações precisas e específicas, o que pode tornar este tratamento inviável. Baseando-se nestas assertivas, a utilização de um protetor mitocondrial específico durante a criopreservação poderia melhorar a qualidade espermática pós-criopreservação. Tal abordagem seria interessante uma vez que diminuiria o estresse oxidativo ao evitar a formação excessiva de EROs e não o combate aos radicais livres já formados. Neste contexto, uma possível alternativa seria um leve desacoplamento mitocondrial durante o processo de criopreservação espermática, para que possíveis efeitos deletérios de disfunções mitocondriais sejam amenizados pela menor liberação de espécies reativas de oxigênio. De fato, a atividade de alguns desacopladores foram identificadas em processos fisiológicos de células somáticas, atuando na prevenção do estresse oxidativo.O efeito protetor dos desacopladores mitocondriais durante a criopreservação espermática foi verificado em espermatozoides de peixes e primatas. No entanto, há uma necessidade de estudos mais detalhados para verificar o papel desta molécula no metabolismo espermático e na homeostase oxidativa. Neste contexto, estudos envolvendo espermatozoides bovinos seriam de extrema importância uma vez que esta espécie é amplamente utilizada em biotecnologias reprodutivas, de extrema importância para o incremento na produção de proteína de alta qualidade e no aumento da produtividade da pecuária nacional.Portanto, o objetivo deste estudo será promover um moderado desacoplamento mitocondrial dos espermatozoides bovinos durante o processo de criopreservação espermática e verificar o efeito desta terapia na funcionalidade espermática, bioenergética e homeostase oxidativa, objetivando uma melhoria tanto na qualidade dos espermatozoides bovinos pós-descongelação quanto nos processos de fecundação in vitro e de desenvolvimento embrionário.

Publicações científicas

(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)

DE AGOSTINI LOSANO, JOAO DIEGO; RAMOS ANGRIMANI, DANIEL DE SOUZA; LEITE, ROBERTA FERREIRA; SIMOES DA SILVA, BARBARA DO CARMO; BARNABE, VALQUIRIA HYPPOLITO; NICHI, MARCILIO. Spermatic mitochondria: role in oxidative homeostasis, sperm function and possible tools for their assessment. ZYGOTE, v. 26, n. 4, p. 251-260, AUG 2018. (17/13090-9)