Alongamento do Blastocisto

DESENVOLVIMENTO
EMBRIONÁRIO PRÉIMPLANTAÇÃO
Disciplina: Fecundação em Mamíferos
Prof. Joaquim Mansano Garcia
Clara Slade Oliveira
Outubro, 2006
CRONOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO
EMBRIONÁRIO EM MURINOS
Wang & Dey, 2006
CRONOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO
EMBRIONÁRIO NOS ANIMAIS
DOMESTICOS
PARÂMETRO
Desenvolvimento do Embrião (dias)
2 células
ESPÉCIES
Bovino Equino Ovino Suíno
1
1
1
0,6-0,8
4 células
1,5
1,5
1,3
1
8 células
3
3
1,5
2,5
7-8
6
6-7
5-6
Blastocisto
Eclosão
9-11
8
7-8
6
Transporte do Embrião ao Útero
Horas
72-84 140-144 66-72 46-48
Estádio celular
8-16
BL
8-16
4
Alongamento do Blastocisto (dias) 13-21
11-16 11-15
HAFEZ & HAFEZ, 2004
DESENVOLVIMENTO INICIAL:
ZIGOTO A 8 CÉLULAS
Clivagens: sucessivas divisões
mitóticas sem crescimento celular
Estoque materno de transcritos
Ativação do genoma zigótico
Polarização dos blastômeros
CICLO CELULAR INICIAL
EMBRIONÁRIO
CDK2
+
* condensação da
cromatina;
* quebra do
envelope nuclear;
* Formação do
fuso mitótico
=
CICLINA B
MPF
=
FASE M
M
G2
mit.
1
S
I G1
S
I
2
mit. M
1. Célula
padrão
2. Célula
embrionária
inicial
ATIVAÇÃO DO GENOMA
ZIGÓTICO
Wang & Dey, 2006
PRIMEIRA CLIVAGEM:
PADRÃO PRÉ-ESTABELECIDO?
(ZERNICKA-GOETZ; PLUSA)
PRIMEIRA CLIVAGEM:
PADRÃO PRÉ-ESTABELECIDO?
(HIIRAGI E SOLTER, POR ZERNICKA-GOETZ)
PRIMEIRAS CLIVAGENS:
PADRÃO EM ANFÍBIOS E
PEIXES – MECANISMO
SIMILAR PARA MAMÍFEROS ?
(DRIEVER, 2005)
SEGUNDAS CLIVAGENS:
CONTRIBUIÇÃO NA FORMAÇÃO DO
BLASTOCISTO?
(HADJANTONAKIS & PAPAIOANNOU,2004)
SEGUNDAS CLIVAGENS: DIVISÕES
MERIDIONAIS X EQUATORIAL
(PIOTROWSKA & ZERNICKA-GOETZ, 2005)
M : originadas de
divisão meridional:
ICM internas e TE
polo embriônico
A: originadas do
pólo animal de
divisão equatorial
ou oblíqua: ICM
superficiais e TE
adjacente
V: originadas do
pólo vegetal de
divisão equatorial
ou oblíqua: TE
mural
COMPACTAÇÃO E FORMAÇÃO DA
BLASTOCELE
GAP junctions
PAR proteínas e microtúbulos:
Polarização do embrião
Formação de 2 pólos e 2 tipos
celulares (ICM e TE)
Formação da blastocele
COMPACTAÇÃO E FORMAÇÃO DA
BLASTOCELE
Principais eventos na compactação
•
E-caderina  contatos celulares 
achatamento dos blastômeros
•
PAR proteínas e microtúbulos:
Polarização do embrião
PAR PROTEÍNAS E MICROTÚBULOS:
DIVISÕES ASSIMÉTRICAS E
POLARIZAÇÃO DO EMBRIÃO
(VINOT et al, 2005)
polarização máxima = divisões simétricas = células externas;
polarização moderada = divisões assimétricas = células externas
polarizadas e irmãs não polarizadas da icm;
mínima polarização = posição externa.
ESTABELECIMENTO DAS GAP
JUNCTIONS (HOUGHTON, 2005)
• Passagem de
metabólitos, íons e 2o
mensageiros
• Regulação de Ca2+, pH
e AMPc
• não representa a
maior forma de
comunicação:
transportadores
específicos de membrana
FORMAÇÃO DA CAVIDADE DO
BLASTOCISTO: 3 MODELOS
PLUSA, 2005
GARBUTT et al, 1987
MOTOSUGI &
HIIRAGI, 2005
DIFERENCIAÇÃO DAS LINHAGENS
CELULARES NO BLASTOCISTO:
GENES ENVOLVIDOS
Wang & Dey, 2006
DESENVOLVIMENTO DO
BLASTOCISTO: ALONGAMENTO
(VAJTA, 2004)
• Sistema in vitro para cultivo de
blastocistos bovinos - alongamento, rápido
crescimento celular e diferenciação
• Blastocistos expandiram até d16
• d12: 2a camada celular abaixo do
trofoblasto, que envolveu os embriões no
d14 (hipoblasto)
DESENVOLVIMENTO DO
BLASTOCISTO: ALONGAMENTO
(VAJTA, 2004)
d10
d16
(a)
d12
d16
(b)
d14
Signs of differentiation in elongated
blastocysts: (a) inner cell mass with cell groups
of different morphological appearance, (b)
formation of hypoblast layer, see borders marked
with arrows. Bar represents 0.2 mm.
METABOLISMO EMBRIONÁRIO E
CULTIVO IN VITRO
Co-cultivo: Células da granulosa, tuba e
cels uterinas, BRL (buffalo and rat liver)..
•Produzem fatores de
crescimento (GANDOLFI &
MOOR,1987);
•Reduzem tensão de O2 para
os embriões (sistema 20%
O2)(BAVISTER,1988)
•Consomem nutrientes e
liberam metabólitos
tóxicos, promovem maior
variação na composição do
meio
•Podem veicular patógenos
METABOLISMO EMBRIONÁRIO E
CULTIVO IN VITRO
Fontes energéticas: Lactato, Piruvato e
Aas, e Glicose (a partir da compactação)
GLICOSE (glicólise aeróbica)
• toxicidade em embriões,
causando bloqueio no estádio
de 2 células em hamster
(BARNETT et al,1997) e de 8
células em bovinos
(KHURANA,2000);
• melhora do tamanho e número
de células quando adicionado
após compactação, promovendo o
crescimento rápido
(VAJTA,2004)
LACTATO E PIRUVATO
(ciclo dos 3 carbonos –
TCA)
• estádios iniciais e
avançados;
• aumento de 3 a 4x da
oxidação no
desenvolvimento mórulaBL, mesmo com a adição
de glicose
(KHURANA,2000)
METABOLISMO EMBRIONÁRIO E
CULTIVO IN VITRO
Fontes protéicas: nutrem o embrião
inicial e parecem reduzir toxicidade de
metabólitos (ECKERT & NIEMMAN, 1995);
acúmulo de lipídeos e maior sensibilidade
à congelação (HOCHI et al,1999)
• soro fetal bovino: questões sanitárias;
gigantismo fetal; aumenta % blastocistos;
variação na composição
• Substitutos do soro: albumina sérica
bovina, knockout®,PVA E PVP
(macromoléculas sintéticas)
METABOLISMO EMBRIONÁRIO E
CULTIVO IN VITRO (YUAN, 2002)
Atmosfera Gasosa:
• In vivo: tuba uterina 5,3 a 8,7% O2
• 5%CO2, 20% ar: co-cultivo e SFB
• 5%CO2; 90%N; 5%O2 (controlada): meios
quimicamente definidos com ou sem SFB
• Stress oxidativo: ROS – altera
conformação e atividade celular,
desenvolvimento retardado
METABOLISMO EMBRIONÁRIO E
CULTIVO IN VITRO (YUAN, 2002)
METABOLISMO EMBRIONÁRIO E
CULTIVO IN VITRO (YUAN, 2002)
METABOLISMO EMBRIONÁRIO E
CULTIVO IN VITRO (CRAIG,2004)
Suplementação de leptina no cultivo em suínos
• receptores no embrião pré-implantação
• foi detectada na tuba uterina de porcas
prenhas, mas não em vazias
• Sinergismo quando adicionado na MIV e CIV
•  MAPK e  proliferação celular?
METABOLISMO EMBRIONÁRIO E
CULTIVO IN VITRO (CRAIG,2004)
METABOLISMO EMBRIONÁRIO E
CULTIVO IN VITRO
(SIRISATHIEN, HERNANDEZ-FONSECA, BRACKETT,2002)
Suplementação de IGF1 E EGF no cultivo
• IGF1: ação anti-apoptótica; efeito
mitogênico e  taxa de blastocisto
• EGF: mais importante na diferenciação
celular do que na proliferação;  taxa de
desenvolvimento de embriões de 4 células
• Sinergismo de IGF1 e EGF NÃO FOI OBSERVADO
(SIRISATHIEN, HERNANDEZ-FONSECA, BRACKETT,2002)
(SIRISATHIEN, HERNANDEZ-FONSECA, BRACKETT,2002)