Efeito da suplementação com melatonina no meio de cultivo de embriões bovinos produzidos in vitro em sistemas de alta e baixa tensão de oxigênio

Abstract

A melatonina pode promover diversos benefícios para os embriões bovinos em cultivo in vitro, incluindo efeitos anti-apoptóticos, modulação da expressão gênica e redução da produção de espécies reativas de oxigênio (O2). Neste contexto, este estudo avaliou o efeito da suplementação com melatonina a 10-9M no meio de cultivo in vitro de embriões bovinos sob diferentes tensões de oxigênio (alta - 20% e baixa - 5%). Os zigotos produzidos por fecundação in vitro com sêmen de touro com fertilidade conhecida no laboratório foram distribuídos em quatro grupos experimentais: alta tensão de O2 com e sem melatonina e baixa tensão de O2 com e sem melatonina. A taxa de blastocisto, nível de expressão gênica, metabolismo lipídico e funcionalidade mitocondrial foram mensuradas para identificar o efeito da melatonina nos sistemas de cultivo embrionário. Os resultados de taxa de clivagem e blastocistos foram analisados pelo teste Qui-quadrado, e as outras variáveis pelo teste Tukey com nível de significância de 5% (P ≤0,05). Os resultados indicaram que a suplementação com melatonina em alta tensão de O2 promoveu aumento na taxa de blastocistos (39,80 ± 2,14%), sendo superior ao tratamento sem melatonina (34,04 ± 1,72%), e também aos tratamentos da baixa tensão de O2 (31,67 ± 2,52 vs. 31,39 ± 2,10, respectivamente para os tratamentos com e sem melatonina). O tratamento com melatonina em baixa tensão de O2 apresentou taxa de clivagem superior a todos os outrostratamentos (P ≤0,05). Neste estudo analisamos a expressão genica comparando as diferentes condições de tensão de oxigênio e a influência da melatonina. Foram estabelecidos seis grupos de comparação para avaliação. A análise da expressão gênica revelou uma maior expressão de SOD1 no grupo baixa tensão de O2 em comparação ao grupo alta tensão de O2 sem melatonina (p= 0,0190). O gene SOD2 apresentou maior expressão no grupo alta tensão de O2 com melatonina em relação ao grupo sem melatonina, ao grupo da baixa tensão de O2 com melatonina e sem melatonina (p< 0,0001 para todas). O KRT8 seguiu o mesmo padrão, com maior expressão em alta tensão de O2 com melatonina comparado ao grupo controle, baixa tensão de O2 com melatonina e baixa tensão de O2 sem melatonina (p<0,0001). O IFN-τ revelou um aumento significativo no grupo alta tensão de O2 com melatonina em relação ao grupo controle em alta tensão de O2 (p= 0,0344) e baixa tensão de O2 com melatonina (p= 0,0283). O grupo baixa tensão de O2 sem melatonina apresentou maior expressão do gene quando comparado a baixa tensão de O2 com melatonina, a alta tensão de O2 sem melatonina e a alta tensão com melatonina (p< 0,0005). O PLAC8 a expressão foi maior em alta tensão de O2 no grupo com melatonina comparado ao grupo controle (p= 0,0307) e baixa tensão com melatonina (p=0,0253). Além disso, a baixa tensão sem melatonina apresentou maior expressão em relação a baixa tensão com melatonina e alta sem melatonina (p< 0,0001). Esses achados sugerem que a melatonina modula a expressão de genes envolvidos no estresse oxidativo, na manutenção da integridade celular e no metabolismo energético de embriões cultivados in vitro. Além disso, a melatonina reduziu significativamente o acúmulo lipídico nos embriões cultivados sob alta tensão de O2 (p=0,0174), mas apresentou efeito contrário em baixa tensão de O2 em relação ao tratamento controle (p<0,05). De acordo com os resultados obtidos, conclui-se que a melatonina apresenta uma importante ação antioxidante, sendo eficaz para a otimização do cultivo embrionário em condições de alta tensão de O2. Além disso, ela possui uma discreta ação no sistema com baixa tensão de O2, pois o estresse oxidativo parece ser menos pronunciado nesse ambiente, levando a uma menor necessidade de ativação de mecanismos compensatórios. Desta forma, o uso da melatonina é importante para os sistemas de produção in vitro de embriões bovinos.