Rotas intracelulares e intercelulares durante a foliculogênese e maturação oocitária in vivo e in vitro

Resumo

A produção in vitro de embriões (PIVE) bovinos é uma biotecnologia amplamente difundida no Brasil. Todavia o sistema de produção in vitro, embora viável tecnicamente, ainda provoca alterações celulares e moleculares nos oócitos e embriões, resultando em uma eficiência abaixo da desejável, com taxas que variam de 30 a 50% na produção embrionária. Assim, gerar metodologias que levem à maior conversão de oócitos a embriões e compreender os mecanismos que determinam a competência oocitária é de interesse estratégico para o mercado nacional de produção in vitro de embriões. O microambiente folicular e o metabolismo da célula oocitária são fundamentais para determinar a aquisição da competência pelo oócito. Experimentos avaliando rotas intracelulares ou intercelulares durante a maturação oocitária e desenvolvimento embrionário serão conduzidas com objetivos finais de investigar mecanismos associados com a competência oocitária e de gerar incremento nas taxas de PIVE bovinos. A primeira estratégia de pesquisa terá foco no metabolismo oxidativo de lipídeos e atividade mitocondrial. Estudos prévios conduzidos por nosso grupo de pesquisas demonstraram deficiência em relação à migração e quantidade de mitocôndrias ativas e gotas lipídicas durante a maturação in vitro (MIV) comparado ao processo in vivo. Considerando que as mitocôndrias oocitárias são responsáveis pelo aporte energético até o estádio de blastocisto, e que a oxidação dos ácidos graxos nas mitocôndrias é o principal mecanismo celular responsável pelo fornecimento energético para o desenvolvimento oocitário e embrionário, a atividade de mitocôndrias e gotas lipídicas é determinante para o sucesso da PIVE. Há relatos de que substâncias moduladoras da beta-oxidação, como a L-carnitina e o bezafibrato, possam estimular o processo oxidativo e levar a incremento nas taxas da produção de embriões. Portanto, esta linha de experimentação visa comparar a atividade mitocondrial e o metabolismo lipídico entre a produção in vivo de embriões e a PIVE, bem como determinar o efeito da adição de moduladores da oxidação mitocondrial (L-carnitina e bezafibrato) durante a MIV nas taxas de produção in vitro. Para esse fim, (1) serão avaliadas tanto o comportamento lipídico e mitocondrial e a beta-oxidação, quanto fatores de estresse celular durante a maturação e desenvolvimento embrionário em sistemas in vivo e in vitro. A segunda e terceira estratégias de pesquisa terão foco nas rotas extracelulares de comunicação entre células do microambiente folicular. Será investigada a hipótese que proteínas presentes em vesículas secretadas por células (VSC) foliculares e presentes no líquido folicular (LF) e miRNAs presentes nas células do cumulus modulam a qualidade oocitária. Para este fim, (2) será feita a identificação e quantificação de proteínas no LF presentes em VSCs (microvesículas e exossomos) relacionando-as à competência oocitária; e (3) determinação do perfil dos miRNAs das células do cumulus correlacionando-os com a competência oocitária. Para os miRNAs relacionados ao potencial de desenvolvimento oocitário, testes funcionais serão realizados através da adição de replicadores (miRNA mimics) ou inibidores (miRNA inhibitors) destes miRNAs alvos, e posterior avaliação do efeito nas taxas de PIVE. A partir dos resultados deste projeto espera-se compreender os efeitos dos sistemas in vitro sobre a beta-oxidação e metabolismo lipídico-mitocondrial, bem como esclarecer os mecanismos de comunicação intercelular dentro no folículo ovariano, caracterizar o perfil de miRNAs nas células do cumulus, e identificar possíveis miRNAs e proteínas biomarcadores de qualidade oocitária. Ainda, espera-se desenvolver novas ferramentas para intensificar a produção in vitro de embriões bovinos, através do incremento na produção embrionária pela adição de moduladores da oxidação mitocondrial que não aumentem o estresse oxidativo celular, ou pela mimetização de um perfil de miRNAs associado à competência oocitária. (AU)