Influence of heat stress in interferon tau production and oxidative stress of bovine embryos produced in vitro

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqPregnancy losses occur at different stages caused by several conditions, however it occurs more frequently in the first 30 days. This decrease becomes more severe when animals are under unfavorable environmental conditions. Factors such as hyperthermia can reduce conception rates around 20-30% when compared to months where animals are under thermal comfort conditions. Therefore, heat stress (HS) is a problem found in the management of dairy cows in the tropics and subtropics, causing production and reproduction losses. The aim of the present study was to evaluate the influence of HS on development, interferon tau production (IFNT) and oxidative stress of bovine embryos produced in vitro. To evaluate the influence of HS on the in vitro production of bovine embryos, an in vitro model of HS was proposed. This model consists of altering the temperature in some specific stages of the embryo production. To induce HS, the temperature was gradually increased from 38.5°C to 40.5°C, where remained for 6 hours. Then, the temperature was gradually decreased until it returned to 38.5°C. The experimental groups were: control; oocytes submitted to HS during in vitro maturation (IVM HS); oocytes submitted to HS during in vitro fertilization (IVF HS); zygotes submitted to HS during the first day of in vitro culture (IVC HS); and embryos submitted to HS during the first three days of in vitro production (IVM + IVF + IVC HS). All groups submitted to HS had cleavage and blastocyst rates decreased, gene and protein expression of IFNT diminished and oxidative stress increased. The number of embryonic cells per blastocyst, number of trophoblastic cells and cell survival genes expression did not differ among groups. Regarding to cellular stress genes, only HSP70 had a difference among groups, showing an increase in all groups submitted to HS. Although HS is widely studied as a limiting factor in reproduction due to the decrease of hormone levels, gametes quality and embryonic viability, it was demonstrated for the first time the decrease in the production of IFNT in embryos submitted to HS in the early days of development.Perdas gestacionais acontecem nos diferentes estágios da gestação por uma variedade de causas, contudo ocorrem com maior frequência nos primeiros 30 dias. Este decréscimo se torna mais grave quando os animais estão sob condições ambientais desfavoráveis. Fatores como a hipertermia podem reduzir as taxas de concepção em torno de 20-30%, quando compararmos aos meses em que o animal se encontra em condições de conforto térmico. Portanto, o estresse térmico é um problema encontrado no manejo de vacas leiteiras nos trópicos e subtrópicos, causando reduções na produção e reprodução. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência do estresse térmico no desenvolvimento embrionário, produção de interferon tau (IFNT) e estresse oxidativo em embriões produzidos in vitro (PIV). Para avaliar a influência do estresse térmico sobre a produção in vitro de embriões bovinos, foi proposto um modelo in vitro de estresse térmico. Esse modelo consiste em alterar a temperatura em fases distintas da PIV de embriões. Para induzir o estresse térmico, a temperatura foi gradualmente aumentada de 38,5ºC até chegar aos 40,5ºC, onde permaneceu por 6 horas. Após, a temperatura foi diminuída de forma gradativa, até retornar à 38,5ºC. Os grupos experimentais foram divididos em cinco: controle; oócitos submetidos ao estresse térmico durante a maturação in vitro (IVM HS); oócitos submetidos ao estresse térmico durante a fertilização in vitro (IVF HS); zigotos submetidos ao estresse térmico durante o primeiro dia de cultivo in vitro (IVC HS); e embriões submetidos ao estresse térmico durante os três primeiros dias de produção in vitro (IVM+IVF+IVC HS). Todos os grupos submetidos ao estresse térmico tiveram diminuição nas taxas de clivagem e blastocisto, diminuição da expressão gênica e proteica de IFNT e aumento do estresse oxidativo. O número de células por blastocisto, número de células do trofoblasto e expressão de genes de sobrevivência celular AKT e XIAP não tiveram diferença entre os grupos. Quanto aos genes de estresse celular, apenas a HSP70 teve diferença entre os grupos, mostrando-se aumentada em todos os grupos submetidos ao estresse térmico. Apesar do estresse térmico ser amplamente estudado como fator limitante na reprodução em função da diminuição de níveis hormonais, qualidade de gametas e viabilidade embrionária, foi demonstrado pela primeira vez a diminuição da produção de IFNT em embriões submetidos ao estresse térmico nos primeiros dias de desenvolvimento