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PPGBIOTEC

Detalhes do Projeto de Pesquisa

Aplicação de marcadores moleculares no estudo da saúde reprodutiva humana e animal

Coordenação: Ivan Cunha Bustamante Filho

Pesquisadores:
Claucia Fernanda Volken de Souza
João Antônio Pegas Henriques
Luis Fernando Saraiva Macedo Timmers

Órgãos Financiadores:
Fundação Vale do Taquari de Educação e Desenvolvimento - FUVATES
 

Resumo:
A aplicação de marcadores moleculares no estudo dos fenômenos que regem a produção de mgametas e fertilização em animais domésticos vêm permitindo uma melhor compreensão dos mecanismos fisiopatológicos de condições clínicas que reduzem a fertilidade em animais. Tal compreensão permite, inclusive, transladar os dados dos modelos animais para a saúde reprodutiva humana, permitindo o desenvolvimento de novas ferramentas diagnósticas e estratégias de tratamento para a infertilidade de casais que buscam auxílio médico para a conceber. Nosso grupo de pesquisa vem estudando nos últimos anos a proteômica do sêmen suíno com o objetivo de identificar proteínas associadas a diferentes condições como: (a) resistência e viabilidade espermática após refrigeração do sêmen; (b) degeneração testicular e epididimária por deficiência androgênica; (c) congelabilidade seminal e composição de diluentes;. Desta forma, busca-se o desenvolvimento de técnicas mais apuradas de seleção e processamento seminal para a cadeia produtiva suína. Estes resultados poderão ser transladados para a espécie humana, viabilizando estudos focados na infertilidade idiopática masculina, uma vez que se acredita que muitos casos de infertilidade são causados por alterações nas proteínas presentes no plasma seminal e nos espermatozoides.
Sub projetos
Coordenação: Ivan Cunha Bustamante Filho
Pesquisador(a):
Diego Bucci
Luis Fernando Saraiva Timmers

Fontes Financiadoras:
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do RS - FAPERGS
 

Resumo:
Nas últimas décadas, a inseminação artificial em suínos com sêmen refrigerado se consolidou como a biotécnica padrão na suinocultura nacional e internacional. Contudo, devido as dificuldades decorrentes da manutenção da temperatura de armazenamento das doses a 17°C e à limitação de sua utilização comercial por um período de 5 dias, novas metodologias têm sido buscadas para aperfeiçoar o processo de criopreservação. Por prolongar o período de conservação da dose em nitrogênio liquido, o congelamento do sêmen suíno permite a difusão e conservação de doses inseminantes de alto valor genético e apresenta-se como uma alternativa para as situações nas quais o transporte de animais e sêmen é restrito. Outra vantagem é viabilização de testes para assegurar a biossegurança das doses. Assim, o desenvolvimento de um eficiente protocolo de criopreservação seminal pode representar um importante avanço no sistema de produção de suínos. Apesar do desenvolvimento de novos diluentes, ainda existem barreiras a serem transpostas no que diz respeito a viabilidade celular após o congelamento do sêmen. A membrana plasmática do espermatozoide é a interface da célula com o meio, e, como mencionado anteriormente, durante o processo de congelamento, alterações significativas na osmolaridade do diluente utilizado, impõe aos espermatozoides um esforço biofísico e bioquímico importante para manter a integridade e viabilidade celular. Este esforço é caracterizado pela habilidade da membrana em responder de forma rápida a troca de água e solutos, bem como manter a maquina metabólica do espermatozoide funcional após o congelamento- descongelamento. Neste sentido, importantes proteínas de membranas que atuam como canais de transporte ou receptores para vias sinalização. Duas classes de proteínas de membranas que se destacam são as aquaporinas e os transportadores de glicose. As aquaporinas (AQP) representam uma família de proteínas de membrana que funcionam como canais de água. Maiores níveis de AQP3 e AQP7 espermatozoides de ejaculados de suínos com maior resistência ao congelamento foi correlacionado uma maior criotolerância. Ainda, a maior expressão de AQP11 na membrana foi relacionada a maior motilidade espermática e integridade de membrana. Estes resultados reforçam o potencial das aquaporinas, em especial a AQP7 e AQ11 como marcadores para ejaculados com maior resistência ao congelamento. Nos espermatozoides, os transportadores de glicose (GLUT) têm um papel primordial, uma vez que esta célula necessita de fontes exógenas de hexoses para como fonte de energia, como glicose, manose e frutose, podendo usar também outros substratos como citrato, glicerol e lactato. Apesar da presença de aproximadamente 100 mitocôndrias na peça intermediaria, onde ocorre os processos oxidativos de produção de energia aeróbica, as principais e mais importantes enzimas glicolíticas estão localizadas na peça principal na cauda, conectado a bainha fibrosa do espermatozoide. No gameta masculino suíno, a GLUT3 localiza-se na região equatorial e na membrana do acrossoma, já a GLUT5, apresenta imunomarcação na cauda, peça intermediária e membrana acrosomal. Estes dois membros da família dos transportadores de glicose são candidatos a marcadores de resistência espermática a criopreservação na espécie suína. Dados evidenciam que ejaculados com menor resistência ao congelamento apresentaram redução de GLUT3 após o procedimento, mas não GLUT5. Com base no exposto, proteínas de membrana do espermatozoide suíno, com destaque para as GLUT e AQP, possuem potencial para serem marcadores de resistência espermática a criopreservação, uma vez que ambas têm importante papem na osmoregulação e metabolismo celular. Tais características estão diretamente associadas a criotolerância do espermatozoide, o que se confirmado experimentalmente, pode viabilizar suas utilizações na analise de sêmen congelado e seleção de reprodutores de maior ou menor resistência a criopreservação seminal. Desta forma, os objetivos do presente projeto são: (1) Determinar se o nível de expressão relativa de aquaporinas e transportadores de glicose em espermatozoides de cachaços está associado qualidade do ejaculado, a idade e tempo em serviço do reprodutor; (2) Verificar se a expressão de aquaporinas e transportadores de glicose em espermatozoides suínos está relacionada a criotolerância seminal; (3) Investigar se a expressão de aquaporinas e transportadores de glicose em espermatozoides suínos determina uma resposta diferente a distintos protocolos de criopreservação seminal; (4) Desenvolvimento de um protocolo de citometria de fluxo de espermatozoides suínos com marcação simultânea para GLUT, AQP, integridade de membrana e acrossomal; e (5) Verificar, através de bioinformática, se proteínas do plasma seminal suíno possuem ação inibitória por sobre a função de aquaporinas e transportadores de glicose nos espermatozoides. O projeto será desenvolvido junto ao Programa de Pós-graduação em Biotecnologia (PPGBiotec) da Universidade do Vale do Taquari – Univates em colaboração com o Dipartamento di Scienze Mediche Veterinarie da Università di Bologna, Itália. Durante o período de execução (30 meses), estão previstas missões de pesquisadores brasileiros a Itália, e a vinda do Prof. Dr. Diego Bucci em três momentos, quando além de participar das atividades experimentais, irá promover cursos, workshops, participando também das disciplinas da PPGBiotec e co-orientando discentes de mestrado e doutorado. Tais atividades, permitirão a consolidação da colaboração com a Università di Bologna, viabilizando a expansão da internacionalização no PPGBiotec da Univates.
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