Oxidative Stress and DNA Damage of Zebrafish Sperm at Different Stages of the Cryopreservation Process.

Although gamete cryopreservation has facilitated advancement of reproduction research by allowing the storage of cells over prolonged periods of time, during freezing-thawing cycles, cells inevitably suffer from cryoinjuries. Here, we evaluate oxidative stress and DNA damage of zebrafish sperm at different stages of the cryopreservation process. It was generally observed that the freezing and thawing of the samples led to an increase in the generation of reactive oxygen species and the activity of the catalase enzyme and a reduction in the generation of sulfhydryl groups and superoxide dismutase activity. The alkaline comet assay demonstrated that DNA damage increased after equilibration time, with an even greater increase after freezing and thawing. The comet assay modified with the enzyme formamidopyrimidine glycosylase, and Endonuclease III demonstrated greater DNA damage than the standard comet assay, demonstrating a high degree of oxidation of purines and pyrimidines at all stages of cryopreservation. Our results show that the freeze and thaw processes cause greater oxidative stress and DNA damage than cryoprotectant toxicity during exposure at the equilibrium stage.

Cryopreservation of Prochilodus lineatus semen: effect of cryoprotectants combination / Criopreservação do sêmen do Prochilodus lineatus: efeito da combinação de crioprotetores

The study was conducted with the objective of comparing the toxicity and the effect of the combination of intra and extracellular cryoprotectants in curimba Prochilodus lineatus sperm cells subjected to cryopreservation. Semen from 19 males were analyzed and diluted in four solutions comprise of intra and extracellular cryoprotectants in the following combinations: methanol+lactose, methanol+egg yolk, DMSO+lactose and DMSO+egg yolk. A portion of the diluted semen was frozen while the remaining fraction was kept in repose and evaluated after 10 min. For freezing, the diluted samples were packaged in 0.50 mL straws and placed into liquid nitrogen vapor for 24 h and, after this time, submerged into liquid nitrogen for 10 days. The combination of DMSO+lactose was less toxic to the diluted semen, resulting in higher motility rates and durations when compared to the other treatments. After thawing, the highest motility rate and duration were obtained using lactose as extracellular cryoprotectant, regardless of its combination. There was no significant difference between treatments when analyzing sperm morphology after thawing. Considering the effects of the tested treatments, the use of lactose as an extracellularcryoprotectant added with DMSO or methanol is the most suitable, since these combinations presented the highest motility rates and durations and low morphological change rate after thawing.(AU)

O estudo foi realizado com o objetivo de comparar a toxicidade e o efeito da combinação de crioprotetoresintra e extracelulares em espermatozóides de curimba Prochilodus lineatus submetidos à criopreservação. O sêmen de 19 machos foi analisado e diluído em quatro soluções com crioprotetores intra e extracelulares nas seguintes combinações: metanol+lactose, metanol+gema de ovo, DMSO+lactose e DMSO+gema de ovo. Uma porção do sêmen diluído foi congelada enquanto que a fração remanescente foi mantida em repouso e avaliada após 10 min. Para o congelamento, as amostras diluídas foram envasadas em palhetas de 0,50 mL e colocadas em vapor de nitrogênio líquido durante 24 h e, após este tempo, submersas em nitrogênio líquido durante 10 dias. A combinação de DMSO+lactose se mostrou menos tóxica para o sêmen diluído, resultando em taxas mais elevadas de motilidade e duração espermática quando comparadas com os outros tratamentos. Após descongelamento, as maiores taxas de motilidade e duração foram obtidas usando lactose como crioprotector extracelular, independentemente da sua combinação. Não houve diferença significativa entre os tratamentos ao analisar a morfologia espermática após a descongemento. Considerando-se os efeitos dos tratamentos utilizados, o uso de lactose como crioprotector extracelular, adicionada ao DMSO ou metanol, é o mais adequado, uma vez que estascombinações apresentaram maiores taxas de motilidade e duração espermática, e baixa taxa de alteração morfológica após o descongelamento.(AU)

Cryopreservation of Prochilodus lineatus semen: effect of cryoprotectants combination / Criopreservação do sêmen do Prochilodus lineatus: efeito da combinação de crioprotetores

The study was conducted with the objective of comparing the toxicity and the effect of the combination of intra and extracellular cryoprotectants in curimba Prochilodus lineatus sperm cells subjected to cryopreservation. Semen from 19 males were analyzed and diluted in four solutions comprise of intra and extracellular cryoprotectants in the following combinations: methanol+lactose, methanol+egg yolk, DMSO+lactose and DMSO+egg yolk. A portion of the diluted semen was frozen while the remaining fraction was kept in repose and evaluated after 10 min. For freezing, the diluted samples were packaged in 0.50 mL straws and placed into liquid nitrogen vapor for 24 h and, after this time, submerged into liquid nitrogen for 10 days. The combination of DMSO+lactose was less toxic to the diluted semen, resulting in higher motility rates and durations when compared to the other treatments. After thawing, the highest motility rate and duration were obtained using lactose as extracellular cryoprotectant, regardless of its combination. There was no significant difference between treatments when analyzing sperm morphology after thawing. Considering the effects of the tested treatments, the use of lactose as an extracellularcryoprotectant added with DMSO or methanol is the most suitable, since these combinations presented the highest motility rates and durations and low morphological change rate after thawing.

O estudo foi realizado com o objetivo de comparar a toxicidade e o efeito da combinação de crioprotetoresintra e extracelulares em espermatozóides de curimba Prochilodus lineatus submetidos à criopreservação. O sêmen de 19 machos foi analisado e diluído em quatro soluções com crioprotetores intra e extracelulares nas seguintes combinações: metanol+lactose, metanol+gema de ovo, DMSO+lactose e DMSO+gema de ovo. Uma porção do sêmen diluído foi congelada enquanto que a fração remanescente foi mantida em repouso e avaliada após 10 min. Para o congelamento, as amostras diluídas foram envasadas em palhetas de 0,50 mL e colocadas em vapor de nitrogênio líquido durante 24 h e, após este tempo, submersas em nitrogênio líquido durante 10 dias. A combinação de DMSO+lactose se mostrou menos tóxica para o sêmen diluído, resultando em taxas mais elevadas de motilidade e duração espermática quando comparadas com os outros tratamentos. Após descongelamento, as maiores taxas de motilidade e duração foram obtidas usando lactose como crioprotector extracelular, independentemente da sua combinação. Não houve diferença significativa entre os tratamentos ao analisar a morfologia espermática após a descongemento. Considerando-se os efeitos dos tratamentos utilizados, o uso de lactose como crioprotector extracelular, adicionada ao DMSO ou metanol, é o mais adequado, uma vez que estascombinações apresentaram maiores taxas de motilidade e duração espermática, e baixa taxa de alteração morfológica após o descongelamento.

Seminal characteristics of piabanha before and after induction with different hormones / Características seminais de piabanha antes e após a indução com diferentes hormônios

The migratory species piabanha does not reproduce in lentic environments since it requires environmental stimuli for the maturation and extrusion of gametes, and therefore hormonal induction is mandatory. Current study compares the seminal characteristics of Brycon insignis without any hormonal induction (Control - Ctrl) and with two types of hormonal inductors, or rather, carp pituitary extract (T1 - 2.5 mg kg-1 body weight) and GnRH analogues, the latter applied in two different concentrations (T2 - 0.7 mg kg-1 body weight and T3 - 1.4 mg kg-1 body weight). Post-induction analyses showed that the hormones increased the motility rate - Ctrl (95%), T1 (100%), T2 (100%) and T3 (98%), although sperm concentration - Ctrl (11.52 x 109); T1 (4.37 x 109); T2 (4.34 x 109); T3 (4.01 x 109) decreased. Assessments for sperm vigor, motility time and spermatic morphology did not vary with hormonal induction. Hormonal inducer does not alter negatively the seminal characteristics of the piabanha, and the choice for the proper hormone depends on the preference of the dispenser.

A espécie migradora piabanha não possui a capacidade de reproduzir em ambientes lênticos devido à necessidade de estímulos ambientais para a maturação e extrusão dos gametas, por isso a necessidade da indução hormonal. No presente estudo, as características seminais do Brycon insignis foram comparadas sem indução hormonal (Ctrl) e utilizando dois tipos de indutores hormonais - Extrato de Hipófise de Carpa (T1 - 2,5 mg kg-1 de peso vivo) e Análogos de GnRH, sendo este último aplicado em duas concentrações distintas (T2 - 0,7 mg kg -1 de peso vivo e T3 - 1,4 mg kg-1 de peso vivo). As análises realizadas após a indução mostraram que os hormônios utilizados produziram um aumento da taxa de motilidade - Ctrl (95%), T1 (100%), T2 (100%) e T3 (98%), porém houve uma diminuição na concentração espermática - Ctrl (11,52 x 109), T1 (4,37 x 109), T2 (4,34 x 109) e T3 (4,01 x 109). Os restantes das avaliações, vigor espermático, tempo de motilidade e morfologia espermática não apresentaram variações com a indução hormonal. Portanto, a utilização do indutor hormonal não altera negativamente as características seminais de piabanha, e a escolha do mesmo se deve à preferência do manipulador.

Functional integrity of Colossoma macropomum (Cuvier, 1816) sperm cryopreserved with enriched extender solutions

Cryoprotectant solutions are used to protect the sperm from alterations caused by the low temperature in the cryopreservation process. We evaluated the quality of Colossoma macropomum semen after freezing, using dimethyl sulfoxide (DMSO) as a cryoprotectant, combined with two extender solutions (T1 - Solution 1: Glucose 90.0 g/L, Sodium Citrate 6.0 g/L, EDTA 1.5 g/L, Sodium Bicarbonate 1.5 g/L, Potassium Chloride 0.8 g/L, Gentamycin Sulphate 0.2 g/L, and T2 - Solution 2: Glucose 90.0 g/L, ACP(r)-104 10.0 g/L). Motility rate and motility time did not differ between T1 and T2 and were lower than fresh semen. The number of normal sperm was significantly different in treatments T1 (15.1%) and T2 (21.9%), and both showed a reduction in the percentage of normal sperm compared to fresh semen (57.4%). The values found for the rates of fertilization and hatching, mitochondrial functionality and sperm DNA, did not differ between the treatments (T1 and T2). Regarding membrane integrity, there was a higher percentage of spermatozoa with intact membranes in T1 (53.4%) than T2 (43.7%). The extender solutions, combined with 10% DMSO, maintained the sperm DNA intact in almost all the C. macropomumsperm cells, however there was a loss in their functionality.(AU)

As soluções crioprotetoras são utilizadas para proteger os espermatozoides das alterações causadas por baixas temperaturas durante o processo de criopreservação. Avaliamos a qualidade do sêmen de Colossoma macropomumapós o congelamento, utilizando dimetilsulfóxido (DMSO) como crioprotetor, combinado com duas soluções diluidoras (T1 - Solução 1: Glicose 90,0 g/L, Citrato de Sódio 6,0 g/L, EDTA 1,5 g/L, Bicarbonato de Sódio 1,5 g/L, Cloreto de Potássio 0,8 g/L, Sulfato de Gentamicina 0,2 g/L, e T2 - Solução 2: Glicose 90,0 g/L, ACP(r)-104 10,0 g/L). A taxa de motilidade (%) e o tempo de motilidade (s) não diferiram entre T1 e T2, porém foram mais baixos do que no sêmen fresco. O número de espermatozoides normais foi significativamente diferente nos tratamentos T1 (15,1%) e T2 (21,9%), e ambos mostraram uma redução na porcentagem de espermatozoides normais, comparado ao sêmen fresco (57,4%). Os valores encontrados para as taxas de fertilização e eclosão, funcionalidade mitocondrial e DNA do esperma, não diferiram entre os tratamentos (T1 e T2). Para a integridade da membrana, houve uma porcentagem mais elevada de espermatozóides com a membrana intacta em T1 (53,4%) do que T2 (43,7%). As soluções diluentes combinadas com DMSO a 10% preservaram o DNA espermático intacto em quase todas as células do sêmen de C. macropomum, mas houve perda na funcionalidade dos mesmos.(AU)

Functional integrity of Colossoma macropomum (Cuvier, 1816) sperm cryopreserved with enriched extender solutions

Cryoprotectant solutions are used to protect the sperm from alterations caused by the low temperature in the cryopreservation process. We evaluated the quality of Colossoma macropomum semen after freezing, using dimethyl sulfoxide (DMSO) as a cryoprotectant, combined with two extender solutions (T1 - Solution 1: Glucose 90.0 g/L, Sodium Citrate 6.0 g/L, EDTA 1.5 g/L, Sodium Bicarbonate 1.5 g/L, Potassium Chloride 0.8 g/L, Gentamycin Sulphate 0.2 g/L, and T2 - Solution 2: Glucose 90.0 g/L, ACP(r)-104 10.0 g/L). Motility rate and motility time did not differ between T1 and T2 and were lower than fresh semen. The number of normal sperm was significantly different in treatments T1 (15.1%) and T2 (21.9%), and both showed a reduction in the percentage of normal sperm compared to fresh semen (57.4%). The values found for the rates of fertilization and hatching, mitochondrial functionality and sperm DNA, did not differ between the treatments (T1 and T2). Regarding membrane integrity, there was a higher percentage of spermatozoa with intact membranes in T1 (53.4%) than T2 (43.7%). The extender solutions, combined with 10% DMSO, maintained the sperm DNA intact in almost all the C. macropomumsperm cells, however there was a loss in their functionality.

As soluções crioprotetoras são utilizadas para proteger os espermatozoides das alterações causadas por baixas temperaturas durante o processo de criopreservação. Avaliamos a qualidade do sêmen de Colossoma macropomumapós o congelamento, utilizando dimetilsulfóxido (DMSO) como crioprotetor, combinado com duas soluções diluidoras (T1 - Solução 1: Glicose 90,0 g/L, Citrato de Sódio 6,0 g/L, EDTA 1,5 g/L, Bicarbonato de Sódio 1,5 g/L, Cloreto de Potássio 0,8 g/L, Sulfato de Gentamicina 0,2 g/L, e T2 - Solução 2: Glicose 90,0 g/L, ACP(r)-104 10,0 g/L). A taxa de motilidade (%) e o tempo de motilidade (s) não diferiram entre T1 e T2, porém foram mais baixos do que no sêmen fresco. O número de espermatozoides normais foi significativamente diferente nos tratamentos T1 (15,1%) e T2 (21,9%), e ambos mostraram uma redução na porcentagem de espermatozoides normais, comparado ao sêmen fresco (57,4%). Os valores encontrados para as taxas de fertilização e eclosão, funcionalidade mitocondrial e DNA do esperma, não diferiram entre os tratamentos (T1 e T2). Para a integridade da membrana, houve uma porcentagem mais elevada de espermatozóides com a membrana intacta em T1 (53,4%) do que T2 (43,7%). As soluções diluentes combinadas com DMSO a 10% preservaram o DNA espermático intacto em quase todas as células do sêmen de C. macropomum, mas houve perda na funcionalidade dos mesmos.

Cryopreservation of Prochilodus lineatus semen: effect of cryoprotectants combination / Criopreservação do sêmen do Prochilodus lineatus: efeito da combinação de crioprotetores

The study was conducted with the objective of comparing the toxicity and the effect of the combination of intra and extracellular cryoprotectants in curimba Prochilodus lineatus sperm cells subjected to cryopreservation. Semen from 19 males were analyzed and diluted in four solutions comprised of intra and extracellular cryoprotectants in the following combinations: methanol + lactose, methanol + egg yolk, DMSO + lactose; and DMSO + egg yolk. A portion of the diluted semen was frozen while the remaining fraction was kept in repose and evaluated after 10 min. For freezing, the diluted samples were packaged in 0.50 mL straws and placed into liquid nitrogen vapor for 24 h and, after this time, submerged into liquid nitrogen for 10 days. The combination of DMSO + lactose was less toxic to the diluted semen, resulting in higher motility rates and durations when compared to the other treatments. After thawing, the highest motility rate and duration were obtained using lactose as extracellular cryoprotectant, regardless of its combination. There was no significant difference between treatments when analyzing sperm morphology after thawing. Considering the effects of the tested treatments, the use of lactose as an extracellular cryoprotectant added with DMSO or methanol is the most suitable, since these combinations presented the highest motility rates and durations and low morphologic

O estudo foi realizado com o objetivo de comparar a toxicidade e o efeito da combinação de crioprotetores intra e extracelulares em espermatozoides de curimba Prochilodus lineatus submetidos à criopreservação. O sêmen de 19 machos foi analisado e diluído em quatro soluções com crioprotetores intra e extracelulares nas seguintes combinações: metanol + lactose, metanol + gema de ovo, DMSO + lactose, e DMSO + gema de ovo. Uma porção do sêmen diluído foi congelada enquanto que a fração remanescente foi mantida em repouso e avaliada após 10 min. Para o congelamento, as amostras diluídas foram envasadas em palhetas de 0,50 mL e colocadas em vapor de nitrogênio líquido durante 24 h e, após este tempo, submersas em nitrogênio líquido durante 10 dias. A combinação de DMSO + lactose mostrou-se menos tóxica para o sêmen diluído, resultando em taxas mais elevadas de motilidade e duração espermática, quando comparada com os outros tratamentos. Após descongelamento, as maiores taxas de motilidade e duração foram obtidas usando lactose como crioprotector extracelular, independentemente da sua combinação. Não houve diferença significativa entre os tratamentos ao analisar a morfologia espermática após a descongelamento. Considerando-se os efeitos dos tratamentos utilizados, o uso de lactose como crioprotector extracelular, adicionada ao DMSO ou metanol, é o mais adequado, uma vez que estas comb