DESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO PRÉ- IMPLANTAÇÃO

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1 DESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO PRÉ- IMPLANTAÇÃO Disciplina: Fecundação em Mamíferos Prof. Joaquim Mansano Garcia Clara Slade Oliveira Outubro, 2006

2 CRONOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO EM MURINOS Wang & Dey, 2006

3 CRONOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO NOS ANIMAIS DOMESTICOS ESPÉCIES PARÂMETRO Bovino Equino Ovino Suíno Desenvolvimento do Embrião (dias) 2 células ,6-0,8 4 células 1,5 1,5 1,3 1 8 células 3 3 1,5 2,5 Blastocisto Eclosão Transporte do Embrião ao Útero Horas Estádio celular 8-16 BL Alongamento do Blastocisto (dias) HAFEZ & HAFEZ, 2004

4 DESENVOLVIMENTO INICIAL: ZIGOTO A 8 CÉLULAS Clivagens: sucessivas divisões mitóticas sem crescimento celular Estoque materno de transcritos Ativação do genoma zigótico Polarização dos blastômeros

5 CICLO CELULAR INICIAL EMBRIONÁRIO G2 S MPF M mit. 1 CDK2 + = CICLINA B I G1 I S 2 mit. M * condensação da cromatina; * quebra do envelope nuclear; * Formação do fuso mitótico = FASE M 1. Célula padrão 2. Célula embrionária inicial

6 ATIVAÇÃO DO GENOMA ZIGÓTICO Wang & Dey, 2006

7 PRIMEIRA CLIVAGEM: PADRÃO PRÉ-ESTABELECIDO? (ZERNICKA-GOETZ; PLUSA)

8 PRIMEIRA CLIVAGEM: PADRÃO PRÉ-ESTABELECIDO? (HIIRAGI E SOLTER, POR ZERNICKA-GOETZ)

9 PRIMEIRAS CLIVAGENS: PADRÃO EM ANFÍBIOS E PEIXES MECANISMO SIMILAR PARA MAMÍFEROS? (DRIEVER, 2005)

10 SEGUNDAS CLIVAGENS: CONTRIBUIÇÃO NA FORMAÇÃO DO BLASTOCISTO? (HADJANTONAKIS & PAPAIOANNOU,2004)

11 SEGUNDAS CLIVAGENS: DIVISÕES MERIDIONAIS X EQUATORIAL (PIOTROWSKA & ZERNICKA-GOETZ, 2005) M : originadas de divisão meridional: ICM internas e TE polo embriônico A: originadas do pólo animal de divisão equatorial ou oblíqua: ICM superficiais e TE adjacente V: originadas do pólo vegetal de divisão equatorial ou oblíqua: TE mural

12 COMPACTAÇÃO E FORMAÇÃO DA BLASTOCELE GAP junctions PAR proteínas e microtúbulos: Polarização do embrião Formação de 2 pólos e 2 tipos celulares (ICM e TE) Formação da blastocele

13 COMPACTAÇÃO E FORMAÇÃO DA BLASTOCELE Principais eventos na compactação E-caderina contatos celulares achatamento dos blastômeros PAR proteínas e microtúbulos: Polarização do embrião

14 PAR PROTEÍNAS E MICROTÚBULOS: DIVISÕES ASSIMÉTRICAS E POLARIZAÇÃO DO EMBRIÃO (VINOT et al, 2005) polarização máxima = divisões simétricas = células externas; polarização moderada = divisões assimétricas = células externas polarizadas e irmãs não polarizadas da icm; mínima polarização = posição externa.

15 ESTABELECIMENTO DAS GAP JUNCTIONS (HOUGHTON, 2005) Passagem de metabólitos, íons e 2o mensageiros Regulação de Ca2+, ph e AMPc não representa a maior forma de comunicação: transportadores específicos de membrana

16 FORMAÇÃO DA CAVIDADE DO BLASTOCISTO: 3 MODELOS PLUSA, 2005 GARBUTT et al, 1987 MOTOSUGI & HIIRAGI, 2005

17 DIFERENCIAÇÃO DAS LINHAGENS CELULARES NO BLASTOCISTO: GENES ENVOLVIDOS Wang & Dey, 2006

18 DESENVOLVIMENTO DO BLASTOCISTO: ALONGAMENTO (VAJTA, 2004) Sistema in vitro para cultivo de blastocistos bovinos - alongamento, rápido crescimento celular e diferenciação Blastocistos expandiram até d16 d12: 2a camada celular abaixo do trofoblasto, que envolveu os embriões no d14 (hipoblasto)

19 DESENVOLVIMENTO DO BLASTOCISTO: ALONGAMENTO (VAJTA, 2004) d10 d16 (a) d12 d16 (b) d14 Signs of differentiation in elongated blastocysts: (a) inner cell mass with cell groups of different morphological appearance, (b) formation of hypoblast layer, see borders marked with arrows. Bar represents 0.2 mm.

20 METABOLISMO EMBRIONÁRIO E CULTIVO IN VITRO Co-cultivo: Células da granulosa, tuba e cels uterinas, BRL (buffalo and rat liver).. Produzem fatores de crescimento (GANDOLFI & MOOR,1987); Reduzem tensão de O2 para os embriões (sistema 20% O2)(BAVISTER,1988) Consomem nutrientes e liberam metabólitos tóxicos, promovem maior variação na composição do meio Podem veicular patógenos

21 METABOLISMO EMBRIONÁRIO E CULTIVO IN VITRO Fontes energéticas: Lactato, Piruvato e Aas, e Glicose (a partir da compactação) GLICOSE (glicólise aeróbica) toxicidade em embriões, causando bloqueio no estádio de 2 células em hamster (BARNETT et al,1997) e de 8 células em bovinos (KHURANA,2000); melhora do tamanho e número de células quando adicionado após compactação, promovendo o crescimento rápido (VAJTA,2004) LACTATO E PIRUVATO (ciclo dos 3 carbonos TCA) estádios iniciais e avançados; aumento de 3 a 4x da oxidação no desenvolvimento mórula- BL, mesmo com a adição de glicose (KHURANA,2000)

22 METABOLISMO EMBRIONÁRIO E CULTIVO IN VITRO Fontes protéicas: nutrem o embrião inicial e parecem reduzir toxicidade de metabólitos (ECKERT & NIEMMAN, 1995); acúmulo de lipídeos e maior sensibilidade à congelação (HOCHI et al,1999) soro fetal bovino: questões sanitárias; gigantismo fetal; aumenta % blastocistos; variação na composição Substitutos do soro: albumina sérica bovina, knockout,pva E PVP (macromoléculas sintéticas)

23 METABOLISMO EMBRIONÁRIO E CULTIVO IN VITRO (YUAN, 2002) Atmosfera Gasosa: In vivo: tuba uterina 5,3 a 8,7% O2 5%CO2, 20% ar: co-cultivo e SFB 5%CO2; 90%N; 5%O2 (controlada): meios quimicamente definidos com ou sem SFB Stress oxidativo: ROS altera conformação e atividade celular, desenvolvimento retardado

24 METABOLISMO EMBRIONÁRIO E CULTIVO IN VITRO (YUAN, 2002)

25 METABOLISMO EMBRIONÁRIO E CULTIVO IN VITRO (YUAN, 2002)

26 METABOLISMO EMBRIONÁRIO E CULTIVO IN VITRO (CRAIG,2004) Suplementação de leptina no cultivo em suínos receptores no embrião pré-implantação foi detectada na tuba uterina de porcas prenhas, mas não em vazias Sinergismo quando adicionado na MIV e CIV MAPK e proliferação celular?

27 METABOLISMO EMBRIONÁRIO E CULTIVO IN VITRO (CRAIG,2004)

28 METABOLISMO EMBRIONÁRIO E CULTIVO IN VITRO (SIRISATHIEN, HERNANDEZ-FONSECA, BRACKETT,2002) Suplementação de IGF1 E EGF no cultivo IGF1: ação anti-apoptótica; efeito mitogênico e taxa de blastocisto EGF: mais importante na diferenciação celular do que na proliferação; taxa de desenvolvimento de embriões de 4 células Sinergismo de IGF1 e EGF NÃO FOI OBSERVADO

29 (SIRISATHIEN, HERNANDEZ-FONSECA, BRACKETT,2002)

30 (SIRISATHIEN, HERNANDEZ-FONSECA, BRACKETT,2002)

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