Efeito das condições de cultivo no remodelamento das histonas de embriões bovinos produzidos in vitro

Abstract

A produção in vitro de embriões (PIVE) bovinos é uma biotecnologia de grande impacto econômico por maximizar o potencial reprodutivo de animais geneticamente superiores resultando em maior eficiência reprodutiva. Apesar dos avanços da PIVE, a porcentagem de embriões que se desenvolvem ainda são inferiores aos produzidos in vivo. Epigenética é a regulação da expressão gênica sem alteração na sequência do DNA. Mecanismos epigenéticos, como o remodelamento das histonas, controlam expressão gênica e são fundamentais para o correto desenvolvimento embrionário. Dessa forma, modificações específicas nas histonas podem reprimir ou estimular a transcrição gênica. Os mecanismos epigenéticos são vulneráveis aos fatores ambientais, assim, os sistemas de cultivo in vitro podem ter um impacto no perfil de expressão de importantes genes relacionados ao desenvolvimento embrionário pré-implantacional. Dada a importância e a aplicabilidade da PIVE como biotecnologia reprodutiva, o papel vital dos mecanismos epigenéticos durante o desenvolvimento embrionário, e a importante correlação entre as condições de cultivo embrionário e o perfil epigenético, o presente estudo investigou a influência de diferentes condições de cultivo durante o desenvolvimento embrionário por meio da utilização de diferentes concentrações de soro fetal bovino (SFB) (0% ou 2,5%) e diferentes tensões de oxigênio (O2) (5% ou 20%) durante o cultivo embrionário in vitro (CIV) na regulação epigenética, especificamente no remodelamento das histonas H3K9me2 (repressiva) e H3K4me2 (permissiva) de embriões bovinos produzido in vitro. Para este fim, foram delineados quatro tratamentos durante o cultivo embrionário. T1: embriões foram cultivados em meio de cultivo “Synthetic Oviduct Fluid” (SOF) com 0% SFB sob tensão de 5% de O2; T2: embriões foram cultivados em meio SOF com 2,5% SFB sob...

In vitro production (IVP) of bovine embryos is a biotechnology of great economic impact, as it maximizes the reproductive potential of genetically superior animals, resulting in greater reproductive efficiency. Despite advances in technology in IVP, the percentage of embryos that develop to the transfer stage is still inferior to those seen in vivo. Epigenetics is the regulation of gene expression without altering DNA sequence. Epigenetic processes, such as histone remodeling, control gene expression and are essential for proper embryo development. Specific histone modifications can repress or stimulate gene transcription. Epigenetic mechanisms are under intense environmental control, therefore in vitro culturing systems can impact the expression patterns of genes that support pre-implantation embryo development. Given the importance of IVP as a reproductive biotechnology, the role of epigenetic processes during embryo development, as well the important correlation between culture conditions and epigenetic patterns, the present study was designed to investigate the influence of different culture conditions on embryo development, through the use of different concentrations of fetal bovine serum (FBS) (0% and 2,5%) and different oxygen tensions (O2) (5% and 20%) during in vitro culture, in epigenetic regulation, specifically in the histone remodeling H3K9me2 (repressive) and H3K4me2 (permissive) marks, in bovine embryos produced in vitro. Four treatments were designed and utilized during embryo culture: T1: embryos were cultured in Synthetic Oviduct Fluid (SOF) media with 0% FBS, under 5% O2 tension; T2: embryos were cultured in SOF media with 2.5% FBS, under 5% O2 tension; T3: embryos were cultured in SOF media with 0% FBS, under 20% O2 tension and T4: embryos were cultured in SOF media with 2.5% FBS, under 20% O2 tension. Cleavage and expanded blastocyst development rates were evaluated, as ...