Resumo O congelamento de células é uma importante ferramenta na preservação de espécies ameaçadas de extinção. Células fetais de cultivo primário obtidas de um bovino clone foram submetidas à pressão negativa (PN) de 200, 500 ou 800 mbar, imediatamente (PN0h) ou três horas antes (PN3h) do congelamento em palhetas finas, com 10% de DMSO como crioprotetor. Células frescas e congeladas sem submissão à PN foram utilizadas como controles. Avaliou-se a viabilidade pós-descongelamento, a curva de proliferação celular, assim como o tempo de duplicação da população (PDT) celular, a cada 24 horas, durante oito dias. Os dados obtidos foram submetidos ao teste de Tukey ou Qui quadrado (P≤0,05). A sobrevivência média dos grupos controle (89,8%) e PN500 0h (88,1%) foi superior aos outros grupos; o tempo de PDT foi semelhante nos grupos fresco (27,5 ± 0,35 h), controle congelado (30,1 ± 2,3 h) e PN500 0h (32,4 ± 1,6 h). O menor tempo foi observado no grupo PN800 0h (21,9 h). O congelamento de células fetais bovinas de cultivo primário, realizado em palhetas de 0,25 mL, com 10% de DMSO, possibilita elevadas taxas de sobrevivência após o descongelamento. A PN modifica a curva de crescimento de células criopreservadas, sendo que as intensidades de 200 ou 500 mbar, aplicadas imediatamente antes do congelamento das células, possibilitam curvas de proliferação semelhantes às obtidas com células frescas.

Abstract Cell cryopreservation is an important tool in the preservation of endangered species. Fetal bovine primary culture-obtained cells were subjected to negative pressure (NP) 200, 500 or 800 mbar, just before (NP0h) or 3 hours before (NP3h) freezing into fine (0.25 mL) straws, using 10% DMSO as cryoprotectant. Fresh and frozen fibroblasts non submitted to NP were used as controls. We evaluated cell viability after freezing, cell proliferation curve, and population doubling time (PDT) every 24 hours during 8 days. Data were submitted to Tukey or Chi square test (P≤ 0.05). The average survival of control group (89.8%) and NP500-0h (88.1%) was higher than other groups; the time of PDT was similar in the fresh (27.5 ± 0.35 h), frozen control (30.1 ± 2.3 h) and NP500-0h groups (32.4 ± 1.6 h). The lowest time was observed in the NP800-0h (21.9 h) group. Freezing of bovine fibroblasts into 0.25 mL straws with 10% DMSO enables high survival rates after thawing. The NP modifies the growth curve of cryopreserved cells and the intensities of 200 or 500 mbar, applied just before freezing the cells, allow proliferation curves similar to those obtained with fresh cells.

RESUMO: A principal causa da baixa eficiência na PIV de embriões suínos é a elevada taxa de polispermia, que é exacerbada em oócitos de baixa qualidade. O experimento 1 avaliou o desenvolvimento embrionário de oócitos de baixa e alta qualidade. O experimento 2 avaliou a qualidade e o desenvolvimento embrionário de oócitos de baixa qualidade fecundados com sêmen pré-incubado por 0h (controle), 0,5h, 1h e 1,5h. O experimento 3 investigou a fecundação e as taxas de monospermia dos mesmos grupos do experimento 2. O experimento 4 avaliou o desenvolvimento embrionário, a densidade celular, a fecundação e as taxas de monospermia de oócitos de alta qualidade, fecundados com sêmen pre-incubado com o melhor tempo observado nos experimentos anteriores. As taxas de clivagem e de blastocistos foram submetidas ao teste de Qui-quadrado e os demais dados submetidos à ANOVA e teste de Tukey (P≤0,05). As taxas de clivagem (74,8 vs 51,7%) e de blastocistos (33,7 vs 9,8%) foram superiores nos oócitos de alta qualidade, comparados aos de baixa qualidade, não havendo diferenças na quantidade de células embrionárias. As taxas de fecundação (65,6 vs 79,5%) não foram influenciadas pelo tempo de pré-incubação. Todavia, a pré-incubação do sêmen por 1,5h aumentou a penetração monospérmica (53,3%) e a taxa de clivagem (92,5%), nos oócitos de baixa qualidade. As taxas de blastocisto aumentaram com sêmen pré-incubado por 1,5h, que foram ainda inferiores às obtidas dos oócitos de alta qualidade do grupo controle. Finalmente, a pré-incubação do sêmen não influencia na fecundação, na penetração monospérmica, no desenvolvimento embrionário, nem na quantidade de células embrionárias com oócitos de alta qualidade. Oócitos suínos de baixa qualidade produzem melhores taxas de desenvolvimento embrionário se fecundados in vitro com sêmen pré-incubado por 1,5 horas.

ABSTRACT: The main cause of low efficiency of in vitro produced porcine embryos is the high polyspermic penetration rates at fertilization, which is aggravated in low quality oocytes. Experiment 1 evaluated the embryo development in high and low quality oocytes. Experiment 2 evaluated the embryo development and quality of low quality oocytes fertilized with sperm pre-incubated during 0h (control), 0.5h, 1h and 1.5h. Experiment 3 investigated fertilization and monospermic rates of the same groups of Experiment 2. Experiment 4 evaluated embryo development, cell density, fertilization and monospermic rates of high quality oocytes using semen pre incubated during the best time observed in the previous experiments. Cleavage and blastocyst rates were analyzed by chi-square test, and remaining data by ANOVA and Tukey test (P≤0.05). The cleavage (74.8 vs 51.7%) and blastocyst (33.7 vs 9.8%) rates were greater in oocytes of high versus low quality, with no differences in cell density. Fertilization rates (65.6 to 79.5%) were not influenced by pre-incubation time. However, semen pre-incubation during 1.5h increased monospermic penetration (53.3%) and cleavage rates (92.5%) in low quality oocytes. Blastocyst rate was improved with 1.5h of semen pre incubation; however they were still lower than that observed with high quality control oocytes. Ultimately, pre-incubation did not influence fertilization, monospermic penetration, embryo development rates, nor cell density in oocytes of high quality. Low-quality porcine oocytes resulted in better rates of embryo development if in vitro fertilized with sperm pre-incubated for 1.5 hour.

Foi avaliada a criotolerância de oócitos e embriões bovinos maturados com adição de líquido folicular (LF) e/ou β-mercaptoetanol (BM). Após vitrificação, os oócitos foram maturados em: TCM-199 (controle); BM (24h TCM-199+100µM BM); LF (6h em LF+18h TCM-199) e LF+BM (6h LF+18h TCM-199+100µM BM). Não houve diferença (p>0,05) nas taxas de blastocistos dos tratamentos TCM (6,4%), BM (4,0%) e LF (3,4%). A eclosão e densidade celular dos embriões eclodidos não diferiram (p>0,05) nos tratamentos. No Experimento 2 blastocistos expandidos (Bx) obtidos em D7 ou D8 foram vitrificados, avaliando-se sua reexpansão e eclosão. A reexpansão foi semelhante (p>0,05), sendo observado comportamento distinto na eclosão entre Bx D7 e D8. Nos Bx D7 houve maior eclosão no controle (TCM–54,2%) em relação ao BM (40,32%) e LF+BM (33,89%). Os Bx D8 apresentaram menor eclosão no controle (TCM) em relação aos Bx D7. Nos tratamentos BM, LF e LF+BM a eclosão foi semelhante para Bx D7 ou D8. A maturação com adição de LF e/ou BM não melhora a criotolerância de oócitos imaturos e embriões PIV. Blastocistos expandidos precoces (D7) são mais criotolerantes e apresentam um comportamento distinto à adição de LF e BM, em relação aos tardios (D8).

Cryotolerance of bovine oocytes and embryos maturated with addition of follicular fluid (LF) and β-mercaptoethanol (BM) was evaluated. After vitrification, oocytes were maturated in: TCM-199 (control); BM (24h TCM-199+100µM BM); LF (6h in LF+18h TCM-199), and LF+BM (6h LF+18h TCM-199+100µM BM). There was not difference (p>0.05) in blastocysts rate in TCM (6.4%), BM (4.0%) and LF (3.4%) treatments. The hatching rates and cell density of hatched embryos did not differ (p>0.05) among treatments. In Experiment 2, hatched blastocysts (Bx) obtained in D7 or D8 were vitrified and evaluated according to its expanding and hatching rates. The expanding rate was similar (p>0.05), being observed a distinct pathway in hatching rate in D7 and D8 Bx. Higher hatching rate was observed in D7 Bx from control (TCM-54.2%) compared to BM (40.32%) and LF+BM (33.89%) treatments. The D8 Bx showed lower hatching rate in control (TCM-199) compared with D7 Bx. In BM, LF and LF+BM treatments, the hatching rate was similar for D7 or D8 embryos. Maturation with addition of LF and/or BM does not increase the oocyte or IVP embryo cryotolerance. Expanded blastocysts (D7) have higher cryotolerance and show a distinct pathway when added with LF or BM, in comparison with D8 embryos.

O objetivo deste estudo foi determinar o efeito do nitrogênio liquido super resfriado por vácuo no desenvolvimento, após reaquecimento, de oócitos bovinos vitrificados imaturos ou maturados. O nitrogênio líquido foi mantido em atmosfera normal ou submetido ao vácuo (300mm Hg por 45s) este último reduzindo a temperatura do nitrogênio para -200°C. Oócitos parcialmente desnudos foram vitrificados logo após a seleção (estádio de vesícula germinativa; VG), ou após 22 horas de maturação (metáfase II; MII) em meio TCM 199 + 10% de soro de égua em estro. Para a vitrificação, os oócitos foram inicialmente expostos a uma solução intermediária (10% EG + 10% DMSO) por 30s e a seguir a uma solução de vitrificação (20% EG + 20% DMSO + 0,5M sacarose) por 20s. Grupos de 3 ou 4 oócitos foram envasados em palhetas estiradas e abertas e mergulhados no nitrogênio líquido. Os oócitos foram então reaquecidos por exposição ao ar (25°C) por 4s, seguido de exposição a concentrações decrescentes de sacarose (0,3 e 0,15M - 5 minutos cada). A fecundação (dia 0) foi realizada com 2 x 106 espermatozóides mL-1 (selecionados por "swim-up") e incubação por 18 a 22 horas. Os presumíveis zigotos foram cultivados a 39°C, em placas de quatro poços, com meio SOFaaci, com 5% de CO2 e umidade saturada. As taxas de clivagem (Dia 2) e de blastocistos (Dia 8) obtidas foram de 33,9 e de 4,2%, respectivamente, para oócitos no estágio de VG / pressão normal, de 41,2 e 8,8% para oócitos VG / vácuo, 43,5 e 6,7% para oócitos MII / pressão normal e de de 53,6 e 10,6% para oócitos MII / vácuo. Conclui-se que o emprego de nitrogênio líquido super resfriado pelo vácuo melhora as taxas de desenvolvimento de oócitos bovinos após a vitrificação.

The objective of this study was to determine the effects of vacuum-cooled liquid nitrogen on the development of vitrified immature (germinal vesicle stage; GV) and mature (metaphase II; MII) bovine oocytes after re-warming. Liquid nitrogen was exposed to either atmospheric pressure or to a vacuum (300mm Hg for 45sec); the latter decreased the temperature of the liquid nitrogen to -200°C. Partially denuded oocytes were vitrified either just after selection (GV) or after 22 hours of in vitro maturation (MII) in TCM 199 medium + 10% of estrous mare serum. For vitrification, oocytes were firstly exposed to an intermediate solution (10% EG + 10% DMSO) for 30sec, followed by the vitrification solution (20% EG + 20% DMSO + 0.5M sucrose) for 20sec. Groups of three or four oocytes were loaded into an open-pulled-straw and directly plunged into liquid nitrogen. Oocytes were subsequently re-warmed by exposure to air (25°C) for 4sec, followed by 5 min exposure to decreasing concentrations (0.3 and 0.15M) of sucrose. Fertilization (Day 0) was done with 2 x 106 spermatozoa mL-1 (selected by a swim-up procedure) and incubated for 18 to 22 hours. Presumptive zygotes were cultured at 39°C in four-well dishes with SOFaaci medium, under 5% CO2 and saturated humidity. Cleavage (Day 2) and blastocyst rates (Day 8) were 33.9 and 4.2%, respectively, for GV stage oocytes at atmospheric pressure, 41.2 and 8.8% for GV oocytes under vacuum, 43.5 and 6.7% for MII oocytes at atmospheric pressure, and 53.6 and 10.6% for MII oocytes under vacuum. In conclusion, vacuum-cooled liquid nitrogen improved developmental rates of vitrified-thawed bovine oocytes.