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Tese de Doutorado
DOI
Documento
Autor
Nome completo
Camila Bruna de Lima
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2018
Orientador
Banca examinadora
Milazzotto, Marcella Pécora (Presidente)
Blazquez, Francisco Javier Hernandez
Nichi, Marcilio
Perecin, Felipe
Visintin, José Antonio
Título em português
A relação entre a cinética de clivagem e a resposta metabólica de embriões bovinos submetidos a condições estressoras durante o cultivo in vitro.
Palavras-chave em português
Bovinos
Embriões
Metabolismo
Morfocinética
Resumo em português
Durante o cultivo in vitro, as células são submetidas a uma série de estímulos estressores e em geral, a heterogeneidade da resposta a estes estímulos não é levada em consideração. O presente estudo foi baseado em um modelo fatorial (2x2x3) criado para avaliar como embriões com cinética de desenvolvimento distinta respondem à combinação de estresse ambiental e metabólico durante o cultivo in vitro. Para isso, embriões rápidos (4 ou mais células às 22 horas de cultura) e Lentos (2 ou 3 células) foram produzidos in vitro, cultivados em 20% ou 5% O2 e também em suplementações de glicose distintas (0.6, 2 e 5mM), resultando em 12 grupos de estudo. Os embriões em estágio de blastocisto foram avaliados em 95 caracteres, incluindo 82 genes, 7 evidências bioquímicas (consumo de glicose, glutamato e piruvato; produção de lactato e ATP), geração de espécies reativas de oxigênio (EROs), atividade mitocondrial e, finalmente, o conteúdo lipídico. Os dados foram normalizados e reunidos em uma matriz que foi analisada em parcimônia, com 500 repetições e Tree-Bissection Reconection como algoritmo (software TNT) em busca de comportamentos semelhantes entre os grupos. Todos os caracteres foram aditivos e igualmente ponderados. Esta análise resultou em uma única árvore ideal, totalmente resolvida. Os resultados mostram os grupos dispostos em dois arranjos principais de acordo com a tensão de oxigênio, exceto os grupos de embriões lentos cultivados em um ambiente de alta glicose (5mM). Num segundo momento, cada um dos grupos pertencentes aos primeiros arranjos foi novamente analisado. A 5% O2 (mais semelhante ao encontrado no útero), os embriões se agruparam de acordo com a cinética de desenvolvimento, independentemente da concentração de glicose no meio de cultura. Nesta condição, embriões rápidos foram mais capazes de atingir o estágio de blastocisto sem sobrecarregar o Metabolismo. Já a 20% O2, a suplementação de glicose foi mais importante para o agrupamento. Em um ambiente de alta glicose, em especial os embriões lentos, apresentaram metabolismo alterado e bloqueio de desenvolvimento. No entanto, embriões cultivados em baixas concentrações de glicose foram mais capazes de ativar mecanismos adaptativos e superar as injúrias causadas pelo estresse. A plasticidade embrionária é uma característica única e com esse trabalho conseguimos demonstrar como o 13 metabolismo se modula para ajudar os embriões a enfrentar condições estressantes enquanto tentam sobreviver a qualquer custo.
Título em inglês
The relationship between developmental kinetics and metabolic response in bovine embryos submitted to stress during in vitro culture.
Palavras-chave em inglês
Bovine
Embryos
Metabolism
Morphokinetics
Resumo em inglês
During in vitro culture cells are submitted to many stressful stimuli, however, the heterogeneity of the response to those stimuli is usually not considered. This study was based on a factorial experimental design (2x2x3) created to evaluate how embryos with distinct developmental kinetics respond to the combination of environmental and metabolic stress during in vitro culture. For this purpose, Fast (4 or more cells at 22 hours of culture) and Slow embryos (2-3 cells) were produced in vitro using standard protocols, cultured in 20% or 5% O2 and also in distinct glucose concentrations (0, 2 and 5mM), resulting in 12 groups. Blastocysts were evaluated for 95 characters including 82 genes, 7 biochemical evidences: consumption of glucose, glutamate and pyruvate; production of lactate and ATP; generation of reactive oxygen species (ROS), mitochondrial activity and finally the lipid content. Data were normalized and gathered in a matrix that was analyzed under parsimony, with 500 replicates and Tree-Bissection Reconection as the swapping algorithm (TNT software), searching for similar behaviors. All characters were additive and equally weighted. This analysis resulted in a single optimal tree, fully resolved. Results show the groups arranging in two main clusters according to oxygen tension regardless of developmental kinetics and glucose, except the groups of slow embryos cultured in a high glucose environment (5mM). Each cluster was separately analyzed and at 5% of oxygen (more similar to what is found in the uterus), embryos clustered according to developmental kinetics and independently of glucose concentration in culture media. On that condition, embryos with a faster kinetics were more capable of reaching blastocyst stage without overloading the metabolism. At 20% of oxygen, glucose supplementation seems to be more important for the clustering. In a high glucose environment embryos, in special de slow ones, show altered metabolism and block. However embryos cultured in lower glucose concentrations are more capable of activating adaptive mechanisms and overcome stress injuries. The embryonic plasticity is a unique feature and with this work we were able to demonstrate how metabolism modulates to help the embryos face stressful conditions while trying to survive at any cost.
 
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Data de Publicação
2019-07-22
 
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