Cumulus-oocyte interaction in programmed cellular death during bovine embryo in vitro production

Cerca de 40% dos oócitos bovinos fecundados não completam o desenvolvimento da fase de pré-implantação. A aquisição da competência para o desenvolvimento do oócito depende de alterações morfológicas, bioquímicas e moleculares. Essas alterações ocorrem tanto nos oócitos como nas células do cumulus. O presente trabalho estudou a interação cumulus e oócito no processo de morte celular programada nos complexos de cumulus oophoros (COCs) de diferentes classes morfológicas em bovinos. Os COCs foram puncionados de ovários de abatedouro, selecionados e classificados em 3 qualidades morfológicas: A: cumulus completo; B: cumulus parcial; C: cumulus expandido (todos com ooplasma homogêneo). Os COCs foram utilizados para avaliação da maturação nuclear em 0 e em 24h de cultivo do grau de fragmentação do DNA das células do cumulus (CC) antes e após a maturação in vitro, avaliação da competência do desenvolvimento embrionário partenogenético até o 9º dia pós-ativação, avaliação da qualidade dos blastocistos e estimativa dos transcritos e proteínas BCL-2 e BAX em CC maturados por 24h. Os resultados obtidos demonstraram que a maioria dos oócitos imaturos do grupo COC-A estavam em estádio de VGi e apresentavam dano mínimo ou inexistente no DNA. Ao contrário, os COCs B e C após a retirada do folículo apresentavam-se em estádio mais avançado de VG e fragmentação do DNA. Após a maturação dos COCs houve um aumento significativo dos núcleos fragmentados nos grupos COC-C e principalmente no COC-B. A morfologia dos COCs alterou a quantidade de oócitos que conseguiram ultrapassar o bloqueio embrionário e desenvolver à blastocisto e não a qualidade dos blastocistos. A expressão da proteína BCL-2 nos COCs não diferiu entre as diferentes morfologias de COCs. No entanto, a razão entre as proteínas BCL-2/BAX foi maior nos grupos com o cumulus completo e no grupo com o cumulus expandido. O grupo de COC-B foi o que apresentou maior quantidade da proteína BAX e menor relação entre as proteínas BCL-2/BAX. Com base nestes resultados, conclui-se que em COCs de diferentes morfologias existe uma correlação negativa entre fragmentação nuclear e potencial de desenvolvimento embrionário, e ainda que a baixa razão das proteínas BCL-2/BAX está relacionada com o aumento de fragmentação nuclear nas CC. No entanto, essa relação não ocorre com transcritos dos genes BCL-2 e BAXAbout 40% of fertilized bovine oocytes do not complete development during the preimplantation period. It is known that the in vitro embryo production system is influenced by several factors, among them, the morphological quality of cumulus-oocyte complexes (COCs). The present work aimed to study the cumulus-oocyte interaction on the process of programmed cell death in bovine COCs of different morphological classes. The COCs were obtained from bovine ovaries and classified according to the morphology of their cumulus cell layers, as follows: class A, compact and with many layers; class B, compact with few layers; class C, expanded (all classes with homogeneous ooplasm). Before in vitro maturation (IVM), the nuclear maturation in COCs and DNA fragmentation in cumulus cells (CC) were evaluated. After IVM, oocytes and CC were analyzed for nuclear maturation, DNA fragmentation and BCL-2 and BAX transcripts and proteins. The developmental competence and quality of parthenogenetic embryos at the 9th day post-activation were also analyzed. The results showed that the majority of class A immature oocytes were at iGV stage, with minimal or inexistent DNA fragmantation, contrasting with the other classes of oocytes. In immature class B and C oocytes, the fGV stage of nuclear maturation was the most frequent, with increased DNA fragmentation. After IVM, an increase in DNA fragmentation was observed in B and C COCs, mainly in B group. The morphological type of COCs was not related with blastocyst quality, but affected the proportion of embryos capable of overcoming developmental block and reaching the blastocyst stage. BCL-2 protein in CC had the same expression level in all the COCs groups. However, the BCL-2/BAX proteins ratio was higher in A and C groups. COC-B had the highest BAX expression and lower ratio. These data demonstrate that there is a negative correlation between DNA fragmentation in CC and embryo developmental potential in different morphological types of COCs, and that the lower the BCL2/BAX protein ratio the greates the DNA fragmentation in CC, but this relation does not occur with transcript