Role of Protein Kinase C on bovine oocyte maturation

A qualidade do oócito é um fator limitante na fertilidade das fêmeas e reflete seu intrínseco potencial ao desenvolvimento embrionário subsequente. As alterações moleculares e bioquímicas no processo de maturação dos oócitos são necessárias para permitir a fecundação destes. Sob influência das gonadotrofinas, uma cascata de eventos é desencadeada, alterando a expressão gênica e a estrutura dos folículos. A maturação ocorre pelo intercâmbio entre o oócito e as células do cumulus que irão fornecer fatores para o desenvolvimento do oócito e criar o microambiente necessário para garantir o sucesso na maturação. A ação do FSH sobre a retomada da meiose ocorre, possivelmente, por ativação da proteína quinase C (PKC). A via de sinalização desta proteína parece estar envolvida na ativação da quinase ativada por mitógeno (MAPK) em oócitos e células do cumulus, na maturação induzida por FSH e LH, além de regular a síntese do Fator de Crescimento Epidermal (EGF). Deste modo, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a ação da PKC na maturação de oócitos bovinos e se esta ativação envolve o EGF. Para tal foram realizados dois experimentos. Em ambos, a progressão do ciclo celular foi avaliada utilizando a sonda fluorescente Hoechst 33342. A expansão das células do cumulus foi avaliada utilizando-se o software Image Pro Plus 5.1 para análise das imagens dos oócitos geradas em microscópio Olympus IX81. O maior diâmetro de cada complexo cumulus oócito foi adotado como parâmetro de mensuração da expansão. A dosagem de progesterona do meio de cultivo foi realizada pela técnica de RIA. A ativação da PKC e da MAPK foi avaliada pela técnica de Western blot. Os dados foram avaliados pelo software SigmaPlot versão 12.2 e submetidos ao teste de normalidade (Shapiro-Wilk). Quando necessário, os dados foram transformados. Para comparação entre dois tratamentos, utilizou-se o teste t-student. Para mais de dois tratamentos foi realizada análise de variância e teste de comparação de médias (TUKEY), considerando-se 0,05 para rejeitar a hipótese de nulidade. No experimento 1 foi avaliado se a ativação da PKC foi estimulada por gonadotrofinas. Os oócitos foram maturados in vitro tratados com gonadotrofinas, na presença ou ausência do inibidor de PKC. A presença do inibidor de PKC diminuiu as taxas de quebra de vesícula germinativa e a expansão das células do cumulus, sem alterar a esteroidogênese. Estes resultados demonstram que a PKC participa da via de sinalização da retomada da meiose. No experimento 2 foi avaliado se o EGF está envolvido na via regulada pela PKC. Os oócitos foram maturados in vitro, na presença ou ausência de LH e FSH, do inibidor de PKC e do EGF. O EGF foi capaz de reverter os efeitos do inibidor de PKC, aumentando as taxas de quebra de vesícula germinativa e a expansão de células do cumulus. Não foi possível detectar, nas condições deste experimento, a ativação das proteínas PKC e MAPK através do Western Blot. Este trabalho permite concluir que a via de sinalização da maturação de oócitos bovinos envolve a PKC e sugere a participação do EGF nesta via.Oocyte quality is a limiting factor in female fertility and reflects its potential to the subsequent embryonic development. Molecular and biochemical alterations during the oocyte maturation process are needed to allow fecundation. Under gonadotropin influence, cascade of events occurs changing gene expression and follicle structure. Maturation depends on the interaction between oocyte and cumulus cells interaction, which provides factors for oocyte development and create the ideal microenvironment for the success of the maturation process. The FSH stimulation of meiosis resumption probably occurs through PKC activation. The signaling pathway of PKC might be involved by the mitogen activated protein kinase (MAPK) in oocytes and cumulus cells during FSH-LH induced maturation. Furthermore, MAPK regulates the epidermal growth factor (EGF) synthesis. The aim of the present study was to evaluate PKC function during bovine oocyte maturation and if its activity involves EGF. Two experiments were performed. In both experiments, the cell cycle progression was analyzed by Hoechst 33342 fluorescent dye. The cumulus cells expansion was performed using software Image Pro Plus 5.1 by the analysis of oocyte images taken in Olympus IX81 microscope. The highest diameter of each cumulus oocyte complex was recorded as the expansion value. The RIA and Western Blot techniques were used to measure progesterone concentration in the culture media and the PKC and MAPK activity, respectively. Data was analyzed by SigmaPlot software, version 12.2. The Shapiro-Wilk test was used to assess for normality and, when needed, the data was transformed. Student t tests were carried out to compare two treatments. Differences between more than two means were assessed by analysis of variance followed by Tukey test, considering P-value lower than 0.05 as statistically significant. Experiment 1 studied whether PKC function was stimulated by gonadotropins. FSH and LH were used for oocyte maturation in vitro, with or without PKC inhibitor. The presence of PKC inhibitor decreased germinal vesicle breakdown and the cumulus cells expansion, but did not alter the steroidogenesis. These results show that PKC participates in the signaling pathway of meiosis resumption. The Experiment 2 evaluated whether EGF influences PKC signaling pathway. The oocytes were matured in vitro, in the presence or absence of LH and FSH, PKC inhibitor and EGF. Epidermal Growth Factor was able to reverse PKC inhibitor effects, increasing germinal vesicle breakdown rates and cumulus cells expansion. The Western Blot technique was not able to detect PKC and MAPK activity, considering the conditions of this study. In conclusion, PKC is involved in the signaling pathway of bovine oocytes maturation and its pathway is mediated by EGF