ABSTRACT
ABSTRACT: The main cause of low efficiency of in vitro produced porcine embryos is the high polyspermic penetration rates at fertilization, which is aggravated in low quality oocytes. Experiment 1 evaluated the embryo development in high and low quality oocytes. Experiment 2 evaluated the embryo development and quality of low quality oocytes fertilized with sperm pre-incubated during 0h (control), 0.5h, 1h and 1.5h. Experiment 3 investigated fertilization and monospermic rates of the same groups of Experiment 2. Experiment 4 evaluated embryo development, cell density, fertilization and monospermic rates of high quality oocytes using semen pre incubated during the best time observed in the previous experiments. Cleavage and blastocyst rates were analyzed by chi-square test, and remaining data by ANOVA and Tukey test (P≤0.05). The cleavage (74.8 vs 51.7%) and blastocyst (33.7 vs 9.8%) rates were greater in oocytes of high versus low quality, with no differences in cell density. Fertilization rates (65.6 to 79.5%) were not influenced by pre-incubation time. However, semen pre-incubation during 1.5h increased monospermic penetration (53.3%) and cleavage rates (92.5%) in low quality oocytes. Blastocyst rate was improved with 1.5h of semen pre incubation; however they were still lower than that observed with high quality control oocytes. Ultimately, pre-incubation did not influence fertilization, monospermic penetration, embryo development rates, nor cell density in oocytes of high quality. Low-quality porcine oocytes resulted in better rates of embryo development if in vitro fertilized with sperm pre-incubated for 1.5 hour.
RESUMO: A principal causa da baixa eficiência na PIV de embriões suínos é a elevada taxa de polispermia, que é exacerbada em oócitos de baixa qualidade. O experimento 1 avaliou o desenvolvimento embrionário de oócitos de baixa e alta qualidade. O experimento 2 avaliou a qualidade e o desenvolvimento embrionário de oócitos de baixa qualidade fecundados com sêmen pré-incubado por 0h (controle), 0,5h, 1h e 1,5h. O experimento 3 investigou a fecundação e as taxas de monospermia dos mesmos grupos do experimento 2. O experimento 4 avaliou o desenvolvimento embrionário, a densidade celular, a fecundação e as taxas de monospermia de oócitos de alta qualidade, fecundados com sêmen pre-incubado com o melhor tempo observado nos experimentos anteriores. As taxas de clivagem e de blastocistos foram submetidas ao teste de Qui-quadrado e os demais dados submetidos à ANOVA e teste de Tukey (P≤0,05). As taxas de clivagem (74,8 vs 51,7%) e de blastocistos (33,7 vs 9,8%) foram superiores nos oócitos de alta qualidade, comparados aos de baixa qualidade, não havendo diferenças na quantidade de células embrionárias. As taxas de fecundação (65,6 vs 79,5%) não foram influenciadas pelo tempo de pré-incubação. Todavia, a pré-incubação do sêmen por 1,5h aumentou a penetração monospérmica (53,3%) e a taxa de clivagem (92,5%), nos oócitos de baixa qualidade. As taxas de blastocisto aumentaram com sêmen pré-incubado por 1,5h, que foram ainda inferiores às obtidas dos oócitos de alta qualidade do grupo controle. Finalmente, a pré-incubação do sêmen não influencia na fecundação, na penetração monospérmica, no desenvolvimento embrionário, nem na quantidade de células embrionárias com oócitos de alta qualidade. Oócitos suínos de baixa qualidade produzem melhores taxas de desenvolvimento embrionário se fecundados in vitro com sêmen pré-incubado por 1,5 horas.
ABSTRACT
The objective of this study was to determine the effects of vacuum-cooled liquid nitrogen on the development of vitrified immature (germinal vesicle stage; GV) and mature (metaphase II; MII) bovine oocytes after re-warming. Liquid nitrogen was exposed to either atmospheric pressure or to a vacuum (300mm Hg for 45sec); the latter decreased the temperature of the liquid nitrogen to -200°C. Partially denuded oocytes were vitrified either just after selection (GV) or after 22 hours of in vitro maturation (MII) in TCM 199 medium + 10 percent of estrous mare serum. For vitrification, oocytes were firstly exposed to an intermediate solution (10 percent EG + 10 percent DMSO) for 30sec, followed by the vitrification solution (20 percent EG + 20 percent DMSO + 0.5M sucrose) for 20sec. Groups of three or four oocytes were loaded into an open-pulled-straw and directly plunged into liquid nitrogen. Oocytes were subsequently re-warmed by exposure to air (25°C) for 4sec, followed by 5 min exposure to decreasing concentrations (0.3 and 0.15M) of sucrose. Fertilization (Day 0) was done with 2 x 106 spermatozoa mL-1 (selected by a swim-up procedure) and incubated for 18 to 22 hours. Presumptive zygotes were cultured at 39°C in four-well dishes with SOFaaci medium, under 5 percent CO2 and saturated humidity. Cleavage (Day 2) and blastocyst rates (Day 8) were 33.9 and 4.2 percent, respectively, for GV stage oocytes at atmospheric pressure, 41.2 and 8.8 percent for GV oocytes under vacuum, 43.5 and 6.7 percent for MII oocytes at atmospheric pressure, and 53.6 and 10.6 percent for MII oocytes under vacuum. In conclusion, vacuum-cooled liquid nitrogen improved developmental rates of vitrified-thawed bovine oocytes.
O objetivo deste estudo foi determinar o efeito do nitrogênio liquido super resfriado por vácuo no desenvolvimento, após reaquecimento, de oócitos bovinos vitrificados imaturos ou maturados. O nitrogênio líquido foi mantido em atmosfera normal ou submetido ao vácuo (300mm Hg por 45s) este último reduzindo a temperatura do nitrogênio para -200°C. Oócitos parcialmente desnudos foram vitrificados logo após a seleção (estádio de vesícula germinativa; VG), ou após 22 horas de maturação (metáfase II; MII) em meio TCM 199 + 10 por cento de soro de égua em estro. Para a vitrificação, os oócitos foram inicialmente expostos a uma solução intermediária (10 por cento EG + 10 por cento DMSO) por 30s e a seguir a uma solução de vitrificação (20 por cento EG + 20 por cento DMSO + 0,5M sacarose) por 20s. Grupos de 3 ou 4 oócitos foram envasados em palhetas estiradas e abertas e mergulhados no nitrogênio líquido. Os oócitos foram então reaquecidos por exposição ao ar (25°C) por 4s, seguido de exposição a concentrações decrescentes de sacarose (0,3 e 0,15M - 5 minutos cada). A fecundação (dia 0) foi realizada com 2 x 106 espermatozóides mL-1 (selecionados por "swim-up") e incubação por 18 a 22 horas. Os presumíveis zigotos foram cultivados a 39°C, em placas de quatro poços, com meio SOFaaci, com 5 por cento de CO2 e umidade saturada. As taxas de clivagem (Dia 2) e de blastocistos (Dia 8) obtidas foram de 33,9 e de 4,2 por cento, respectivamente, para oócitos no estágio de VG / pressão normal, de 41,2 e 8,8 por cento para oócitos VG / vácuo, 43,5 e 6,7 por cento para oócitos MII / pressão normal e de de 53,6 e 10,6 por cento para oócitos MII / vácuo. Conclui-se que o emprego de nitrogênio líquido super resfriado pelo vácuo melhora as taxas de desenvolvimento de oócitos bovinos após a vitrificação.