Asynchrony between in vivo and in vitro rabbit embryos

Background: Comparative features of embryos developed under in vitro and in vivo conditions are particularly important in designing embryo transfer procedures that fulfil embryo-recipient synchronization requirements. Objective: To determine the degree of asynchrony in rabbit embryo development between cultured and in vivo embryos. Methods: A total of 55 non- lactating multiparous female rabbits were used. Embryos were classified as 16-cells or early morulae at 48 hours post-coitum (hpc). Embryos were cultured during 30 or 32 h and embryo development was compared with in vivo embryos of 72 hpc. In vitro and in vivo embryos at 72 hpc were classified as early or compacted morulae. Bayesian statistics was used. Difference between in vivo and in vitro embryos and the actual probability of the difference between the in vivo and in vitro embryo higher than zero (P) was estimated. Results: The percentage of compacted morulae was higher in in vivo embryos than in in vitro embryos with +6 h of asynchrony (73.5 and 32.8%, P=1.00). But the percentage of compacted morulae was similar with +8 h asynchrony. Conclusions: In vitro embryos delay their development by + 8 hours compared to in vivo embryos.

Antecedentes: El desarrollo comparativo de embriones producidos in vitro e in vivo es particularmente importante para el diseño de procedimientos de transferencia de embriones cuando se requiere sincronización entre el embrión y la hembra receptora. Objetivo: Determinar el grado de asincronía en el desarrollo embrionario entre embriones in vivo y cultivados. Métodos: Un total de 55 conejas multiparas no lactantes fueron utilizadas. Los embriones se clasificaron en 16 células o mórulas tempranas a las 48 horas después del coito (hpc). Los embriones se cultivaron durante 30 ó 32 horas y el desarrollo embrionario se comparó con embriones de 72 hpc obtenidos in vivo. Los embriones in vitro e in vivo a 72 hpc se clasificaron como mórulas tempranas o compactas. Se utilizó estadística bayesiana. Se estimó la diferencia entre embriones in vivo e in vitro y la probabilidad de que la diferencia sea superior a cero (P). Resultados: El porcentaje de mórulas compactas fue mayor en embriones in vivo que en embriones in vitro con +6 horas de asincronía (73,5 y 32,8%, P=1,00), pero el porcentaje de mórulas compactas fue similar con asincronía de +8 horas. Conclusión: Los embriones cultivados retrasan +8 horas su desarrollo en comparación con los embriones in vivo.

Antecedentes: A aquisição do desenvolvimento de embriões produzidos in vitro e in vivo é particularmente importante na concepção de procedimentos de transferência de embriões em que a sincronização entre o embrião e a fêmea receptora é necessária. Objetivo: Determinar o grau de assincronia no desenvolvimento embrionário entre embriões cultivados e in vivo. Métodos: Um total de 55 coelhos multíparos não lactantes foram usados. Os embriões foram classificados em 16 células ou mórulas iniciais 48 horas de gestação (hpc). Os embriões foram cultivados por 30 ou 32 horas e o desenvolvimento embrionário foi comparado com embriões de 72 hpc obtidos in vivo. Embriões in vitro e in vivo a 72 hpc foram classificados como mórulas precoces ou compactadas. Estatísticas bayesianas foram usadas. A diferença entre embriões in vivo e in vitro e a probabilidade de que a diferença seja maior que zero (P) foi estimada. Resultados: A porcentagem de mórulas compactadas foi maior em embriões in vivo do que em embriões in vitro com +6 horas de assincronia (73,5 e 32,8%, P=1,00). Mas a porcentagem de mórulas compactadas foi semelhante com assincronia de +8 horas. Conclusão: Embriões cultivados atrasam seu desenvolvimento em +8 horas em comparação com embriões in vivo.

Influence of different protein supplements on the recovery and in vitro maturation of bovine oocytes / Influencia de diferentes suplementos proteicos en la recuperación y maduración in vitro de ovocitos bovinos / Influência de diferentes suplementações proteicas sobre a recuperação e maturação in vitro de oócitos bovinos

Abstract Background: Oocyte quality and maturation are influenced by protein supplementation. Objective: To evaluate the influence of fetal bovine serum (FBS) and bovine serum albumin (BSA) concentrations on the recovery and in vitro maturation (IVM) of bovine oocytes. Methods: The study was divided into Stage 1 (oocyte recovery), and Stage 2 (IVM). In the first stage, three experiments were conducted according to the recovery (R) medium used: (R1) 10 vs. 20% FBS; (R2) 5 vs. 10% BSA; and (R3) the best results from R1, R2, and the combination of FBS+BSA (5+5%). Within the second stage, the maturation medium was supplemented according to three experiments: (M1) 5 vs. 10% FBS; (M2) 0.4 vs. 0.8% BSA; and (M3) better results of M1, M2, and the combination of FBS+BSA (5+0.8%). Results: In Stage 1 (R1 and R2), the media with 10% FBS and 10% BSA showed better oocyte quality results and were defined for experiment R3. In R3, the 10% FBS and the combination of FBS+BSA (5+5%) allowed recovery of better-quality oocytes. In Stage 2 (M1 and M2), media with both levels of FBS (5 and 10%) and 0.8% BSA were defined as better according to the maturation and viability rates of cumulus cells, so they were defined for experiment M3. In M3, no difference was noted among the supplements. Conclusions: For oocyte recovery, 10% FBS and the combination of FBS+BSA (5+5%) can be used to obtain immature oocytes. For the in vitro maturation, FBS (both levels, 5 and 10%) and BSA (0.8%) can be used alone or in combination.

Resumen Antecedentes: La calidad y maduración de los ovocitos son influenciados por la suplementación proteica. Objetivo: Evaluar la influencia de concentraciones de suero fetal bovino (FBS) y albúmina sérica bovina (BSA) en la recuperación y maduración in vitro (IVM) de ovocitos bovinos. Métodos: El estudio se dividió en Etapa 1 (recuperación de ovocitos) y Etapa 2 (IVM). En la primera etapa, tres experimentos se realizaron de acuerdo con el medio de recuperación: (R1) 10 vs. 20% FBS; (R2) 5 vs. 10% BSA; y (R3) los mejores resultados de R1, R2 y la combinación de FBS+BSA (5+5%). En la segunda etapa, el medio de maduración fue suplementado para tres experimentos: (M1) 5 vs. 10% FBS; (M2) 0,4 vs. 0,8% BSA; y (M3) mejores resultados de M1, M2 y la combinación de FBS+BSA (5+0,8%). Resultados: En la Etapa 1 (R1 y R2), los medios con 10% FBS y 10% BSA mostraron mejores resultados de calidad oocitaria y fueron definidos para el experimento R3. En R3, 10% FBS y la combinación de FBS+BSA (5+5%) permitieron la recuperación de ovocitos de mejor calidad. En la Etapa 2 (M1 y M2), los medios con ambos niveles de FBS (5 y 10%) y 0,8% de BSA se definieron como mejores de acuerdo con las tasas de maduración y viabilidad de las células del cumulus, por lo que se definieron para el experimento M3. En M3, no se observó diferencia entre los suplementos. Conclusiones: Para la recuperación de ovocitos, se puede utilizar 10% de FBS y la combinación de FBS+BSA (5+5%) para obtener ovocitos inmaduros. Para la maduración in vitro, FBS (ambos niveles, 5 y 10%) y BSA (0,8%) se pueden usar solos o en combinación.

Resumo Antecedentes: A qualidade e a maturação de oócitos são influenciadas pela suplementação proteica. Objetivo: Avaliar a influência de concentrações de soro fetal bovino (FBS) e albumina sérica bovina (BSA) sobre a recuperação e maturação in vitro (IVM) de oócitos bovinos. Métodos: O estudo foi dividido em Etapa 1 (recuperação de oócitos) e Etapa 2 (IVM). Na primeira etapa, três experimentos foram realizados de acordo com o meio de recuperação: (R1) 10 vs. 20% FBS; (R2) 5 vs. 10% BSA; e (R3) melhores resultados de R1, R2 e a combinação de FBS+BSA (5+5%). Na segunda etapa, o meio de maturação foi suplementado de acordo com três experimentos: (M1) 5 vs. 10% FBS; (M2) 0,4 vs. 0,8% BSA; e (M3) melhores resultados de M1, M2 e a combinação de FBS+BSA (5+0,8%). Resultados: Na Etapa 1 (R1 e R2), os meios com 10% FBS e 10% BSA mostraram melhores resultados de qualidade oocitária e foram definidos para o experimento R3. Em R3, 10% FBS e a combinação de FBS+BSA (5+5%) permitiram a recuperação de oócitos de melhor qualidade. Na segunda etapa (M1 e M2), meios com ambos os níveis de FBS (5 e 10%) e 0,8% BSA foram definidos como os melhores de acordo com as taxas de maturação e viabilidade de células do cumulus, então foram definidos para o experimento M3. No M3, não houve diferença entre os suplementos. Conclusões: Para a recuperação oocitária, 10% FBS e a combinação de FBS+BSA (5+5%) podem ser usados para obter oócitos imaturos. Para maturação in vitro, FBS (ambos os níveis, 5 e 10%) e BSA (0,8%) podem ser usados sozinhos ou em combinação.

Quantificação do DNA e genotipagem de biópsias de embriões bovinos Gir e Girolando produzidos in vitro / DNA quantification and genotyping of biopsies obtained from Gyr and Girolando in vitro produced bovine embryos

A biópsia embrionária associada à genotipagem permite a obtenção de informações genômicas antes mesmo da transferência dos embriões. Neste estudo, foram avaliadas amostras biopsiadas de blastocistos bovinos transferidos para receptoras (n=47), sob a hipótese de que a raça (Gir ou Girolando), o estádio embrionário (blastocisto ou blastocisto expandido) e a competência para estabelecimento de prenhez (positiva ou negativa) afetariam a quantidade e a qualidade do DNA da amostra obtida. O DNA foi extraído, amplificado, quantificado por eletroferograma e genotipado. O parâmetro call rate (CR) foi adotado para mensurar a qualidade da genotipagem. Obteve-se concentração de DNA de 86,07±171,66ng/µL e CR 0,73±0,17. O CR não variou em função da quantidade de DNA nas amostras. As variáveis raça e estádio embrionário não influenciaram a concentração de DNA, nem o CR. Houve efeito da prenhez sobre o CR (P=0,0187), mas, como houve maior CR nas amostras provenientes do grupo prenhez negativa, não foi possível associar esse parâmetro à qualidade embrionária. Concluiu-se que a raça e a qualidade embrionária não afetam os parâmetros aqui estudados em amostras embrionárias, ou seja, embriões com maiores chances de implantação não refletem alta qualidade nas amostras de biópsia genotipadas.(AU)

Embryo biopsy associated with genotyping allows genomic information before embryo transfer. In this study, blastocyst biopsy samples from embryos transferred to recipients (n= 47) were evaluated, under the hypothesis that breed (Gyr or Girolando), embryonic stage (blastocyst or expanded blastocyst) and competence to establish pregnancy (positive or negative) would affect the quantity and DNA quality of samples. DNA was extracted, amplified, quantified by electropherogram and genotyped. The parameter call rate (CR) was used to measure the quality of genotyping. DNA concentration of 86.07±171.66ng/µl, and CR 0.73±0.17 was obtained. CR did not vary according to the amount of DNA in the samples. The variables breed and embryonic stage had no influence on DNA concentration or CR. There was pregnancy effect on the CR (P= 0.0187), but since there was a higher CR in the samples from the negative pregnancy group, it was not possible to associate this parameter with the embryonic quality. We conclude that the breed and embryo quality do not affect the evaluated parameters in embryonic samples. Embryos with higher chances of implantation do not reflect high quality in embryo biopsy genotyped samples.(AU)

Adição da proteína específica do oviduto de porcas (pOSP) e da melatonina em meios de maturação e o efeito na clivagem in vitro de embriões suínos / Addition of the oviduct specific protein of porcine (pOSP) and melatonin in maturation media and their effect on the in vitro production of pig embryos

No presente estudo, utilizou-se a melatonina e a proteína específica do oviduto (pOSP) nos meios de maturação in vitro. Foram avaliadas a expansão do complexo cumulus-ovócito (CCOs), as concentrações intracelulares de espécies reativas de oxigênio (ROS) e o desenvolvimento embrionário nos diferentes grupos (C = controle; T1 = somente com melatonina; T2 = com melatonina e pOSP e T3 somente com pOSP). No tocante à expansão do CCOs, houve diferença (P<0,05) dos valores obtidos no grupo C em relação aos valores médios dos grupos T1, T2 e T3, porém não houve diferença entre os valores obtidos nos tratamentos (P>0,05). Na dosagem de ROS, não houve diferença entre os valores médios obtidos no grupo C (26,4±10,9) e o valor verificado no grupo T1 (23,4±7,8), porém no grupo T2 (21,3±9,7) o valor médio mostrou-se satisfatório em relação ao valor do grupo C. No entanto, o valor médio do grupo T3 (16,6±10,5) foi o que demonstrou resultado mais satisfatório quando comparado aos demais grupos (P<0,05). A produção de embriões foi avaliada por meio da taxa de clivagem. Não houve diferença (P >0,05) entre os valores obtidos entre o grupo C (48,9 %) e os valores verificados nos grupos T1 (51,5 %), T2 (50 %), T3 (57,7 %), nem destes entre si. Este estudo permitiu concluir que a proteína específica do oviduto recombinante e a melatonina foram eficientes em melhorar a expansão dos CCOs. Além disso, as células tratadas com pOSP mostraram-se com menor quantidade de ROS, podendo a pOSP ser considerada um antioxidante proteico.(AU)

The present study used melatonin and recombinant oviduct specific protein (pOSP) in in vitro maturation medium (IVM). The expansion of the cumulus-oocyte complexes (COCs), the intracellular concentrations of reactive oxygen species (ROS) and embryo development of the different groups were evaluated (C = control; T1 = melatonin; T2 = melatonin and pOSP and T3 = pOSP). Regarding the COCs expansion, the groups T1, T2 and T3 showed satisfactory results compared with group C (P<0.05), but there was no difference between treatments (P>0.05). In the ROS dosage, there was no difference between the mean values obtained in group C (26.4 ± 10.9) and group 1 (23.4 ± 7.8). However, in group 2 (21.3 ± 9.7), the average value was found to be satisfactory in relation group C. Despite that, the average value of treatment 3 (16.6 ± 10.5) was the most satisfactory result found compared to the other groups (P<0.05). The production of embryos was evaluated by cleavage rate, there was no difference between the values obtained in group C and the values recorded in groups T1 (51.5 %), T2 (50 %), T3 (57.7 %), and among them. This study showed that the pOSP and the melatonin were effective in the improvement of the expansion of COCs cells. In addition, the cells that were treated with pOSP presented a lower amount of ROS, allowing the pOSP to be considered a proteic antioxidant.(AU)

Maturação e desenvolvimento embrionário in vitro de oócitos bovinos após bloqueio da meiose com inibidores de MPF / In vitro maturation and embryo development of bovine oocytes after meiosis blockage with MPF inhibitors

O objetivo deste estudo foi avaliar a maturação e o desenvolvimento embrionário após a fecundação in vitro de oócitos bovinos que tiveram a maturação bloqueada com Butirolactona I e Roscovitina em meio de pré-maturação suplementado com soro fetal bovino (SFB). Oócitos foram divididos em 4 grupos: Controle 0 hora, Controle (maturação por 24 horas), Butirolactona I (bloqueio da maturação com 150μM de Butirolactona I por 24 horas, seguido de 24 horas de maturação) e Roscovitina (bloqueio da maturação com 50μM de Roscovitina por 24 horas, seguido de 24 horas de maturação). Para avaliar a maturação nuclear, os oócitos foram fixados e corados em aceto orceína. Parte dos oócitos dos grupos Controle 24 horas, Roscovitina e Butirolactona I após o período de maturação, foi fecundado in vitro. O desenvolvimento embrionário foi avaliado pelos índices de clivagem (D3) e formação de blastocistos (D7). Oócitos do grupo Butirolactona I apresentaram índices de Vesícula Germinativa após o bloqueio e de Metáfase 2 após a maturação semelhantes ao dos grupos Controle 0 hora e Controle, respectivamente. Por outro lado, a Roscovitina apresentou menores índices de Vesícula Germinativa e Metáfase 2. Os grupos Controle e Butirolactona I apresentaram maiores índices de clivagens. O grupo Controle apresentou maior produção de blastocistos que o Roscovitina e não diferiu do grupo Butirolactona I. Conclui-se que a Butiroloactona I pode ser utilizada no sistema de pré-maturação em meio contendo SFB, pois apresentou resultados semelhantes ao do grupo Controle o mesmo não ocorrendo com a Roscovitina, que apresentou menores índices de maturação oocitária e de desenvolvimento embrionário.

This study evaluated the bovine oocyte maturation and embryo development after in vitro fertilization. The maturation of the oocytes was blocked using Butyrolactone I and Roscovitine using pre-maturation medium supplemented with fetal calf serum (FCS). The ocytes were divided in four groups: Control 0 hour, Control (24 hours of maturation), Roscovitine (maturation blockage with 50mM Roscovitine during 24 hours followed by 24 hours of maturation), and Butyrolactone I (maturation blockage with 150mM Butyrolactone I during 24 hours followed by 24 hours of maturation). The oocytes were fixed and stained with aceto orcein to evaluate the nuclear maturation. After the maturation period, the remaining oocytes of the Control group, Roscovitine, and Butyrolactone I were fertilized in vitro. Embryo development was assessed by the cleavage rate (D3) and blastocysts formation (D7). The Butyrolactone I group had similar rates of germinal vesical stage oocytes during blockage, and Metaphase 2 after maturation, comparing to Control group at 0 hour and Control group, respectively. On the other hand, the Roscovitine group had lower rates of vesical stage oocytes during blockage, and Metaphase 2 after maturation comparing to Control groups. After in vitro fertilization, higher rates of cleavage were observed in Control and Butyrolactone I groups. For the blastocyst formation rate, the Control group showed better results than Roscovitine group. In summary, Butyrolactone I group had similar results to the Control group, and for this reason, is suitable for pre-maturation of bovine oocytes using FCS. In contrast, Roscovitine group had lower oocyte maturation and embryo development.

Factors that affect the in vitro production of bovine embryos. A review / Factores que afectan la producción in vitro de embriones bovinos: una revisión / Fatores que afetam a produção in vitro de embriões bovinos. A revisão

In vitro embryo production (IVP) represents a way to increase gamete use from animals with high zootechnical value. In spite of the advances obtained in IVP over the last few years, production of transferable embryos is still low. The aim of this review is to discuss ways to produce in vitro embryos, as well as oocytes formation and maturation processes that can be related to the effectiveness of obtained results. Some studies show the influence of follicular growth factors, gonadotropins, steroids and other hormones on the follicular development and the quality of the cumulus oocyte complex (COC). The follicular phase of slow growth is critical for the development of the oocyte capacity to reach the final competence and diameter. Information about endocrine influences, or likewise, the dependence of growth of small antral follicles when a loss in the oocyte or follicle functionality occurs is scarce in the literature. A variable number of different techniques and protocols for treatment of oocytes donors are described with the aim of improve the results, the COCs recovering rate and the developmental competence in vitro of collected oocytes. From the considerations presented in this review, it is possible to verify the importance of better understanding the factors involved in the IVP process, with the aim of allow new alternatives to increase the results obtained in programs of animal assisted reproduction.

La producción in vitro de embriones (PIV) representa una manera de aumentar el uso de gametos de animales con alto valor zootécnico. A pesar de los avances obtenidos en PIV en los últimos años, la producción de embriones tranferibles sigue siendo baja. El objetivo de esta revisión es discutir maneras de producir embriones in vitro, así como los procesos de formación y de maduración de los oocitos que se pueden relacionar con la eficacia de los resultados obtenidos. Algunos estudios demuestran la influencia de los factores foliculares del crecimiento, gonadotrofinas, esteroides y otras hormonas en el desarrollo folicular y la calidad del complejo del cumulus oocito (CCO). La fase folicular del crecimiento lento es crítica para el desarrollo de la capacidad del oocito de alcanzar la capacidad y el diámetro final. Información sobre influencias endocrinas, o además, la dependencia del crecimiento de pequeños folículos antrales cuando ocurre una pérdida en la funcionalidad del oocito o del folículo, es escasa en la literatura. Un número variable de diversas técnicas y los protocolos para el tratamiento de oocitos de las donantes son descritos en esta revisión, con lo objetivo de mejorar los resultados, el índice de la recuperacion de CCOs y la capacidad de desarrollo in vitro de oocitos recogidos. De las consideraciones presentadas en esta revisión, es posible verificar la importancia de entender los factores implicados en el proceso de PIV, para permitir el desarrollo de nuevas alternativas que mejoren los resultados obtenidos en programas de la reproducción animal asistida.

A produção in vitro (PIV) de embriões representa uma maneira de incrementar o uso de gametas de animais de alto valor zootécnico. Apesar dos avanços obtidos na PIV nos últimos anos, a produção de embriões transferíveis ainda é baixa. O objetivo desta revisão é discutir maneiras de produzir embriões in vitro, assim como o processo de formação e maturação de oócitos, que pode estar relacionado a eficácia dos resultados obtidos. Aguns estudos demonstram a influência de fatores de crescimento, gonadotrofinas, esteróides e outros hormônios no desenvolvimento folicular e na qualidade do complexo cumulus oócito (CCO). A fase folicular de crescimento lento é critica para o desenvolvimento da capacidade do oócito de atingir a competência e o diâmetro finais. Informação sobre as influências endócrinas, ou seja, da dependência do crescimento de pequenos folículos antrais quando ocorre perda da funcionalidade do oócito ou folículo são escassas na literatura. Um número variável de diferentes técnicas e protocolos para o tratamento de doadoras de ovóctios são descritos com o objetivo de melhorar os resultados, a taxa de recuperação de CCOs e o desenvolvimento da competência in vitro dos oócitos coletados. Das considerações apresentadas nesta revisão é possível verificar a importância do conhecimento dos fatores envolvidos no processo de PIV, com o objetivo de possibilitar que novas alternativas incrementem os resultados obtidos em programas de reprodução animal assistida.