Estudio Histológico en Embriones de Cobayo (Cavia porcellus) y su Utilidad como Modelo para la Comprensión del Desarrollo Embrionario Humano / Histological Study in Guinea Pig Embryos (Cavia porcellus) and its Usefulness as a Model for Understanding Human Embryonic Development

El cobayo es un modelo animal ampliamente utilizado en la investigación biomédica debido a sus similitudes biológicas con los seres humanos. El objetivo de nuestro estudio es proporcionar sustento morfológico para utilizar preparados histológicos de embriones de cobayo como modelo de estudio para comprender los procesos del desarrollo embrionario humano. Nuestros resultados muestran que los embriones de cobayo presentan características morfológicas similares a las observadas en los embriones humanos, lo que sugiere que pueden utilizarse como un modelo efectivo para estudiar el desarrollo embrionario humano. Este hallazgo tiene importantes implicancias para la investigación y la docencia utilizando este modelo animal. Se analizaron preparados histológicos de embriones de cobayo teñidos con hematoxilina eosina, adquiridos por la Universidad Autónoma de Chile. Se tomaron microfotografías de preparados histológicos de cobayo en diferentes estadios del desarrollo y se seleccionaron las mejores imágenes para la descripción de estructuras y establecer estimados de la embriogénesis. Del análisis de los preparados se desprende que órganos como esófago, médula espinal y corazón presentan similitudes anatómicas e histológicas que hacen posible compararlas con el desarrollo embrionario humano y la edad de gestación en etapas tempranas. El uso de preparados de embriones de cobayo y su análisis desde un aspecto histológico resulta ser una estrategia metodológica factible debido a las similitudes en la embriogénesis de los mamíferos y las concordancias morfológicas con el desarrollo de los órganos entre humanos y roedores. Esto permite implementar este modelo animal como una herramienta para comprender el desarrollo embrionario humano.

SUMMARY: The guinea pig is an animal model widely used in biomedical research due to its biological similarities with humans. The objective of our study is to provide morphological support to use histological preparations of guinea pig embryos as a study model to understand the processes of human embryonic development. Our results show that guinea pig embryos present morphological characteristics similar to those observed in human embryos, suggesting that they can be used as an effective model to study human embryonic development. This finding has important implications for research and teaching using this animal model. Histological preparations of guinea pig embryos stained with hematoxylin eosin, acquired by the Autonomous University of Chile, were analyzed. Photomicrographs of histological preparations of guinea pigs at different stages of development were taken and the best images were selected to describe structures and establish estimates of embryogenesis. From the analysis of the preparations it is clear that organs such as the esophagus, spinal cord and heart present anatomical and histological similarities that make it possible to compare them with human embryonic development and gestation age in early stages. The use of guinea pig embryo preparations and their analysis from a histological aspect turns out to be a feasible methodological strategy due to the similarities in mammalian embryogenesis and the morphological concordances with the development of organs between humans and rodents. This allows this animal model to be implemented as a tool to understand human embryonic development.

Sexual determination and differentiation during embryonic and fetal development of New Zealand rabbit females / Determinación y diferenciación sexual durante el desarrollo embrionario y fetal de conejos hembras de Nueva Zelanda

The aim of this study was to know the embryonic and fetal development of the female rabbit genital system (Oryctolagus cuniculus), describing its main phases and the moment of sexual differentiation. Eleven pregnant New Zealand female rabbits were used in different gestational phases. The day of coitus was determined as day 0. For each stage a minimum of two animals was considered. The samples were obtained every two days from the ninth day post-coitus (dpc) until the 28th dpc. The gestational period was divided in two: animals with undifferentiated sex (group 1) and animals with differentiated sex (group 2). The ages of embryos and fetuses were estimated through the crown-rump method. Subsequently, embryos and fetuses were dissected, fixed and processed to be embedded in paraffin (Histosec). The histological analysis was performed on sections stained with hematoxylin and eosin. Immunohistochemical analysis to determine sexual differentiation was performed on samples from the 16th, 18th and 28th dpc. Desert Hedgehog (Dhh) and Indian Hedgehog (Ihh) primary antibodies, respectively, were used to identify cells of the male and female germinal epithelium. The immunohistochemical results showed that at the 16th dpc, female sexual differentiation was evident, since positive expression of the Ihh protein was observed. Sexual differentiation was obtained through histological analysis on the 18th dpc and through anatomical observation of the external genitalia on the 24th dpc. Knowing the characteristics of the embryonic and fetal development of the female rabbit genital system as well as the moment of sexual differentiation make it possible to establish bases for future research that address the physiology and pathology of these organs. Thus, any alteration in the chain of events of sexual determination and differentiation must search for an explanation from the knowledge of the possible normal mechanisms affected.

El objetivo de esta investigación fue conocer el desarrollo embrionario y fetal del sistema genital femenino de conejo (Oryctolagus cuniculus), describiendo sus principales fases y el momento de la diferenciación sexual. Se utilizaron 11 conejos hembras gestantes neozelandesas, en diferentes fases gestacionales. El día del coito se determinó como día 0. Para cada etapa fue considerado un mínimos de dos animales. Las muestras fueron obtenidas cada dos días, a partir del noveno día post-coito (dpc) hasta el 28 dpc. El periodo gestacional fue dividido en dos: animales con sexo indiferenciado (grupo 1) y, animales con sexo diferenciado (grupo 2). Las edades de los embriones y los fetos fueron estimadas a través del método de crown-rump. Posteriormente, embriones y fetos fueron disecados, fijados y procesados para su inclusión en parafina (Histosec). El análisis histológico se realizó en secciones teñidas con Hematoxilina y Eosina. El análisis inmunohistoquímico para determinar la diferenciación sexual fue realizado en muestras de 16, 18 y 28 dpc. Para identificar células del epitelio germinativo masculino y feminino se utilizaron los anticuerpos primarios Desert Hedgehog (Dhh) e Indian Hedgehog (Ihh), respectivamente. Los resultados inmunohistoquímicos mostraron que a los 16 dpc se evidenció diferenciación sexual femenina, ya que se observó expresión positiva de la proteína Ihh. La diferenciación sexual, a través del análisis histológico fue obtenida a los 18 dpc y a través de la observación anatómica de los genitales externos a los 24 dpc. Conocer las características del desarrollo embrionario y fetal del sistema genital femenino de conejo, así como, el momento de la diferenciación sexual, permiten sentar bases para futuras investigaciones que aborden la fisiología y patología de estos órganos. Así, cualquier alteración en la cadena de eventos de la determinación y diferenciación sexual deberá buscar una explicación a partir del conocimiento de los posibles mecanismos normales afectados.

Macroscopic and microscopic analysis of 2 embryos and 1 foetus derived from a sheep (Ovis aries) without breed / Análise macroscópica e microscópica de 2 embriões e 1 feto derivados de ovelha (Ovis aries) sem raça

The interest in embryology, the science of the development of a zygote into a completely developed foetus, has increased greatly in recent years due to a number of studies involving embryonic and induced pluripotent stem cells. In addition, the development of techniques such as cloning has aided to understand the critical events that occur during embryonic development. In this study, we describe the morphology of two sheep embryos and one foetus using macroscopic and microscopic techniques. We investigated sheep without defined breed on days 24, 32, and 50 of gestation (estimated by crown-rump length [CR]). Macroscopically, we observed the development of E1 (24 days), with visible optic vesicle, but without retinal pigmentation and the forelimbs bud in development. In the E2 (32 days), we noticed the presence of optic retinal pigmentation and forelimbs more developed in comparison with E1. As expected, F1 revealed an eyeball already covered and the forelimbs developed. Meanwhile, microscopic analysis revealed somite, ventricle, atrium, and oral cavity in development in E1. However, in F1 we were able to identify more complex structures, such as ossification in the spine, ventricle, atrium, intraventricular septum, pericardial sac, and oral cavity with tongue. This work brings more precise and detailed data on the morphological characteristics of the major organ systems (nervous, circulatory, respiratory, digestive, and urinary) at each embryonic and foetal stage analysed.(AU)

O interesse em Embriologia, a ciência do desenvolvimento de um zigoto em um feto completamente desenvolvido, tem aumentado consideravelmente nos últimos anos devido a uma série de estudos envolvendo células-tronco pluripotentes embrionárias e induzidas. Além disso, o desenvolvimento de técnicas como a clonagem tem ajudado a compreender os eventos críticos que ocorrem durante o desenvolvimento embrionário. Neste estudo, descrevemos a morfologia de dois embriões de ovinos e um feto utilizando técnicas macroscópicas e microscópicas. Obtivemos ovelhas sem raça definida com 24, 32 e 50 dias de gestação (estimado pelo método de Crown-Rump, CR). Os conceptos foram mensurados, pesados e caracterizados a olho nu. Macroscopicamente, observamos o desenvolvimento dos embriões E1 (24 dias), apresentando globo ocular sem pigmentação de retina e broto do membro torácico e pélvico. Já o E2 (32 dias), apresentava globo ocular com pigmentação na retina e os membros torácicos e pélvicos mais desenvolvidos. O F1 apresentou olhos cobertos com uma membrana e membros torácicos e pélvicos mais desenvolvidos. Enquanto isso, microscopicamente observamos no E1 somitos, ventrículo, átrio e cavidade oral ainda em desenvolvimento. Porém, no F1 já era possível observar ossificação da coluna espinhal, coração com estruturas mais complexas, como ventrículo, átrio, septo interventricular e saco pericárdio. Além disso, na cavidade oral observamos a formação da língua. Este trabalho fornece informações precisas e detalhadas sobre as características morfológicas dos principais órgãos dos sistemas (nervoso, circulatório, respiratório, digestivo e urinário) em cada fase embrionária e fetal analisadas.(AU)

Association between Number of Formed Embryos, Embryo Morphology and Clinical Pregnancy Rate after Intracytoplasmic Sperm Injection / Associação entre número de embriões formados, morfologia embrionária e taxa de gravidez clínica após injeção intracitoplasmática de espermatozoides

Abstract Introduction Infertility has a high prevalence in the general population, affecting 5 to 15% of couples in reproductive age. The assisted reproduction techniques ( ART ) include in vitro manipulation of gametes and embryos and are an important treatment indicated to these couples. It is well accepted that the implantation rate is positively influenced by the morphology of transferred embryos. However, we question if, apart from the assessment of embryo morphology, the number of produced embryos per cycle is also related to pregnancy rates in the first fresh transfer cycle. Purpose To evaluate the clinical pregnancy rate according to the number of formed embryos and the transfer of top quality embryos ( TQEs ). Methods In a retrospective cohort study, between January 2011 and December 2012 , we evaluated women who underwent intracytoplasmic sperm injection (ICSI), aged < 40 years, andwith at least 1 formed embryo fresh transferred in cleavagestage. These women were stratified into 3 groups according to the number of formed embryos (1 embryo, 2-3 and ≥ 4 embryos). Each group was divided into 2 subgroups according to the presence or not of at least 1 transferred TQE (1 with TQE; 1 without TQE; 2-3 with TQE, 2-3 without TQE; ≥4with TQE; ≥4withoutTQE). The clinicalpregnancy rateswerecomparedineach subgroup based on the presence or absence of at least one transferred TQE. Results During the study period, 636 women had at least one embryo to be transferred in thefirst fresh cycle (17.8% had 1 formed embryo [32.7% with TQEversus 67.3% without TQE], 42.1% of women had 2-3 formed embryos [55.6% with TQE versus 44.4% without TQE], and 40.1%ofpatientshad ≥4 formedembryos[73.7%withTQEversus26.3%withoutTQE]).The clinical pregnancy rate was significantly higher in the subgroup with ≥4 formed embryos with at least 1 transfered TQE (45.2%) compared with the subgroup without TQE (28.4%). Conclusions Having at least two available embryos and at least one TQE for embryo transfer are predictors of the pregnancy rates.

Resumo Introdução A infertilidade tem uma alta prevalência na população geral, afetando 5 a 15% dos casais em idade reprodutiva. As técnicas de reprodução assistida ( TRA ) incluem a manipulação in vitro de gametas e embriões e são um importante tratamento indicado para esses casais. Sabe-se que a taxa de implantação é positivamente influenciada pela morfologia dos embriões transferidos. No entanto, questiona-se, se além da avaliação da morfologia do embrião, o número de embriões produzidos por ciclo também está relacionado com as taxas de gravidez do primeiro ciclo de transferência fresco. Objetivo Avaliar a taxa de gravidez clínica de acordo com o número de embriões formados e a transferência de embrião com ótima morfologia ( EOM ). Métodos Em um estudo de coorte retrospectivo, entre janeiro de 2011 e dezembro de 2012, avaliamos mulheres submetidas a ICSI com idade < 40 anos e com pelo menos um embrião formado e transferido a fresco em estágio de clivagem. Estas mulheres foram estratificadas em 3 grupos de acordo com o número de embriões formados (1 embrião, 2-3 e ≥ 4 embriões). Cada grupo foi subdividido em 2 subgrupos de acordo com a presença ou não de EOM transferido (1 com EOM; 1 sem EOM; 2-3 com EOM; 2-3 sem EOM; 4 com EOM; ≥4 sem EOM). As taxas de gravidez clínica foram comparadas em cada subgrupo segundo a presença ou não de pelo menos um EOM transferido. Resultados Durante o período do estudo, 636 mulheres tiveram pelo menos 1 embrião para ser transferido no primeiro ciclo a fresco (17,8% possuíram 1 embrião formado [32,7% com EOM versus 67,3% sem EOM], 42,1% das mulheres apresentaram 2-3 embriões formados [55,6% com EOM versus 44,4% sem EOM], e 40,1% das pacientes formaram ≥4 embriões [73,7% com EOM versus 26,3% sem EOM]). A taxa de gravidez clínica foi significativamente maior no subgrupo com ≥4 embriões formados com transferência de pelo menos 1 EOM (45,2%) comparando-se ao subgrupo sem EOM (28,4 % ). Conclusões Ter pelo menos dois embriões e pelo menos um EOM para transferência são fatores preditivos da taxa de gravidez.

Bovine conceptus of Bos indicus produced by somatic cell nuclear transfer and parthenogenesis present morphological variations since the blastocyst stage / Conceptos bovinos (Bos indicus) produzidos por transferência nuclear de células somáticas e partenogênese apresentam variações morfológicas desde o estágio de blastocisto

In cattle, embryo development is characterized by the appearance of two distinct cell layers, the trophectoderm and the inner cell mass. The latter will undergo differentiation to form the embryonic disc consisting of the epiblast and hypoblast. The aim of this study was to ultrastructurally characterize the bovine embryo from different in vitro production techniques, with emphasis on trophectoderm and inner cell mass cells. Bovine embryos on day 7 (conception = D1) of pregnancy, derived via in vitro production techniques, were fixed for light and transmission electron microscopy processing. Results suggested that embryos produced by nuclear transfer of somatic cells and parthenogenesis showed significant changes in macroscopic and microscopic structure. Size was reduced, and the inner cell mass had no defined shape. Furthermore, organelles responsible for the absorption processes, communication, growth, and cellular metabolism were fewer and had changes in shape, when compared to results in embryos produced by in vitrofertilization. We concluded that embryos produced by parthenogenesis and SCNT exhibit morphological differences when compared with IVF embryos, such as undeveloped blastocoel, poorly defined distribution of ICM, and morphological differences in organelles.

Em bovinos, o desenvolvimento embrionário é caracterizado pelo surgimento de duas camadas distintas, o trofectoderma e a massa celular interna. Este último irá sofrer diferenciação para formar o disco embrionário, o qual consiste em epiblasto e hipoblasto. O objetivo deste estudo foi caracterizar ultraestruturalmente o embrião bovino proveniente de diferentes técnicas de produção in vitro, com ênfase no trofectoderma e na massa celular interna. Embriões bovinos com sete dias de gestação (fecundação = D1), derivados de técnicas de produção in vitro, foram fixados para processamento de microscopia de luz e eletrônica de transmissão. Os resultados sugerem que os embriões produzidos por transferência nuclear de células somáticas e partenogênese apresentaram alterações significativas em suas estruturas macro e microscópica. O tamanho foi reduzido, e a massa celular interna não tinha uma forma definida. Além disso, organelas responsáveis por processos de absorção, comunicação, crescimento e metabolismo celular estavam em menor número e tinham alterações na forma quando comparadas aos resultados em embriões produzidos por fertilização in vitro. Conclui-se que os embriões produzidos por SCNT e partenogênese apresentam diferenças morfológicas quando comparados aos embriões de fertilização in vitro, tais como blastocele pouco desenvolvida, massa celular interna pouco definida e diferenças morfológicas nas organelas.

Estudo microscópico e macroscópico, com enfoque radiográfico e de alizarina, no desenvolvimento embrionário e fetal de gatos domésticos (Felis catus) em diferentes idades gestacionais / Microscopic and macroscopic study focusing ray and alizarin on embryonic and fetal development in cats (Felis catus) in different gestational ages

The domestic cat was named Felis catus by Carolus Linnaeus in his book Systema Na turae, in 1798. The family Felidae has many morphological similarities with wild felines. The study of the embryology of the domestic cat is of great value considering its importance as an experimental model for the wild cats endangered from extinction, especially in the research related to reproductive biology. The objective of this study is the descriptive embryology of the domestic cat at different stages of pregnancy, through macroscopic description of photographic records, radiographic and alizarin technique, and microscopic description of photographic records by light microscopy. In embryos with an estimated gestational age of 17 days we observed macroscopically an expansion corresponding to the rostral forebrain, the placoid site of lens, cervical flexure, the four pharyngeal arches with grooves dividing the cardiac prominence, a sign of the limb bud, and the presence of somites. In the caudal region of the embryo, we saw the cranio-caudal bend, allowing the same position in format of a "C". In embryos with an estimated age of 22 days, we noticed macroscopically the forebrain, optic vesicle pigmentation of the retina, the optic vesicle, fourth ventricle, liver, fore and hind limbs with a slight distinction between the digits and superficial vascularization. In embryos with an estimated age of 25 days we noticed presence of the forebrain and midbrain, the pronounced cervical curvature of the optic vesicle with strong pigmentation of the retina, the optic vesicle, limbs and chest well developed, distinguishing the digits and pronounced the liver Fetuses with estimated age of 52 days have internal and external structures easily identified in adult animals. With respect to the bone structure we noted that they did not have any radial bone formed, only bone shafts. Microscopically, the embryo of the domestic cat with CR of 0.9cm and estimated age of 19 days revealed the presence of beak, oral cavity with upper and lower nasal cavity, eye and opening of the 4th ventricle of the brain, esophagus, heart with atrium and ventricle, lung, liver, mesonephric ridge, primitive gonad, stomach, forelimb bud, spine and spinal cord in development. This paper is of great importance for study of the internal and external morphology of domestic cats for better understanding of the embryonic development of the species.

O gato doméstico (Felis catus) foi nomeado por Carolus Linnaeus em seu livro Systema Naturae, em 1798. A família Felidea apresenta muita semelhança morfológica com os felinos selvagens. O estudo da embriologia do gato doméstico é de grande valia, uma vez que, é considerado um importante modelo animal quando comparado aos gatos selvagem em extinção, especialmente relacionado às pesquisas sobre biologia reprodutiva. Este trabalho objetivou análisar e comparar as fases embrionárias de quatro embriões e um feto de felinos domésticos. Nos embriões com idade gestacional estimada em 17 dias (0,5cm CR) podemos observar pela análise macroscópica a presença de dilatação rostral correspondente ao prosencéfalo, o local placóide do cristalino, a flexura cervical, os quatro arcos faríngeos com os sulcos que o dividem, a proeminência cardíaca, o indício do brotamento do membro pélvico, além da presença de somitos. Na região caudal do embrião, visualizamos a curvatura cranio-caudal, permitindo ao mesmo uma posição em formato de "C". Nos embriões com idade gestacional estimada em 22 dias (1,2cm CR), na análise macroscópica foi visualizado o prosencéfalo, vesícula óptica com pigmentação da retina, vesícula ótica, quarto ventrículo, fígado, membros torácicos e pélvicos com discreta distinção dos dígitos e vascularização superficial. Nos embriões com idade gestacional estimada em 25 dias (1,5cm CR) notamos a presença do prosencéfalo e mesencéfalo, a curvatura cervical pronunciada, vesícula óptica com forte pigmentação da retina, vesícula ótica, membros pélvicos e torácicos bem desenvolvidos, com distinção dos dígitos e fígado bem pronunciado. Os fetos com idade gestacional estimada em 52 dias (10cm CR) possuem estruturas internas e externas facilmente identificadas em animais adultos. Com relação às estruturas ósseas notamos que as mesmas não apresentam nenhuma epífise óssea formada, sendo visíveis somente as diáfises ósseas. Na análise microscópica, o embrião de idade gestacional de 19 dias (0,9cm CR) revelou a presença do rostro, cavidade oral com lábio superior e inferior, cavidade nasal, olho e a abertura do 4º ventrículo encefálico, esôfago, coração com átrio e ventrículo, pulmão, fígado, crista mesonéfrica, gônada primitiva, estômago, broto do membro torácico, coluna vertebral e a medula espinhal em formação. Esse trabalho é de grande importância para o estudo da morfologia externa e interna de gatos domésticos, principalmente no que diz respeito ao desenvolvimento ósseo e articular, considerando as alterações que podem ou não ser promovidas pelo uso de terapias medicamentosas ou celulares durante o desenvolvimento embrionário e fetal.

Estandarización ultrasonográfica 3D-multiplanar en la evaluación de la anatomía embrionaria / Standardized multiplanar 3D ultrasound in the evaluation of embryonic anatomy

Transvaginal ultrasonography is the gold standard evaluation for the initial stages of pregnancy. Although, the embryonic anatomy is not usually described in the routine ultrasound. The fundamental reasons of this case are the small size of the structures and the difficulty of achieving adequate cuts. Standardized, multiplanar mode, 3D ultrasound, can improve the visualization of the embryo, not extending the time of the exam much longer.

La ultrasonografía transvaginal es el gold standard para la evaluación del embarazo en etapas iniciales. La anatomía embrionaria habitualmente no es descrita en la ecografía de rutina. Las razones fundamentales son el tamaño pequeño de las estructuras y la dificultad para lograr cortes adecuados. La ecografía 3D, modo multiplanar estandarizada puede mejorar la visualización del embrión, sin alargar mayormente el tiempo del examen.