Análise lipidômica, metabolômica e dos atributos espermáticos de touros com diferentes taxas de fertilidade e perfis de congelação de sêmen - Leite, Roberta Ferreira (2022)
Fertilidade e viabilidade espermática pós-criopreservação são pontos fundamentais no sistema de produção animal que dependem da integridade e função de todas as estruturas que compõem o espermatozoide. Ademais, as biotécnicas aplicadas à pecuária, visando o incremento das taxas reprodutivas e, consequentemente, produtivas dos animais, dependem da criopreservação espermática. Entretanto, o uso de sêmen criopreservado de touros com subfertilidade ou touros férteis nos quais as células espermáticas perdem a sua viabilidade no processo de criopreservação, gera grandes prejuízos ao setor. O objetivo deste estudo foi associar técnicas funcionais e moleculares na avaliação do sêmen de touros com diferentes padrões de fertilidade e perfis de resistência à criopreservação espermática, com o intuito de identificar perfis funcionais e metabólicos em touros com padrões de subfertilidade e alta suscetibilidade ao processo de criopreservação. O estudo foi dividido em dois capítulos, o primeiro relacionado à taxa de fertilidade de touros usados em programas de IATF e o segundo, à maior e menor suscetibilidade ao processo de criopreservação. Em ambos foram realizadas análises espermáticas quanto às características funcionais (morfologia, cinética, integridade de membranas plasmática e acrossomal, atividade mitocondrial, integridade de DNA e status oxidativo) e perfis lipídico e metabólico por espectrometria de massas (LC-MS/MS). Nos dois capítulos as estatísticas englobaram: diferenças entre os grupos, correlação, análises de componentes principais (PCA) e discriminante de mínimos quadrados parciais (PLS-DA). No capítulo 1 foi realizada ainda a análise de interação, antes da comparação das variáveis entre os grupos, bem como análise de curva ROC com os metabólitos identificados. Neste capítulo foram analisadas amostras criopreservadas de touros Angus (Bos taurus) e Nelore (Bos indicus) com histórico de fertilidade conhecido em programas de IATF. O delineamento experimental usado foi um arranjo fatorial 2x2, com um fator sendo a raça (Angus vs Nelore) e o outro a fertilidade (alta vs baixa). Os grupos de alta fertilidade constituíram 40 amostras de touros Angus e 44 da raça Nelore, e os de baixa fertilidade. 40 amostras de Angus e 28 amostras de Nelore (n=152). Os resultados observados demonstraram uma clara diferença entre as raças Angus e Nelore, principalmente no perfil lipídico e metabólico. Entre as amostras de alta e baixa fertilidade, os resultados funcionais e metabólicos indicam alterações na função mitocondrial, quebra da homeostase oxidativa e danos à membrana plasmática nas amostras de baixa fertilidade, principalmente na raça Angus. As diferenças observadas no perfil metabólico dos grupos de alta e baixa fertilidade permitiram ainda a identificação de potenciais biomarcadores de fertilidade com valores elevados de acurácia, sensitividade e especificidade. No capítulo 2, foram utilizadas amostras de sêmen coletadas, no mesmo dia, de touros sob o mesmo manejo e padrão de fertilidade. As amostras foram divididas em dois grupos, com maior e menor suscetibilidade ao processo de criopreservação, considerando-se a redução maior ou menor que 20% na motilidade espermática pós-criopreservação. Amostras de oito touros foram selecionadas para cada grupo, com a distribuição homogênea de raças. As análises funcionais foram realizadas apenas em amostras de sêmen criopreservado, enquanto as análises metabólicas foram feitas em plasma seminal, células in natura e criopreservadas. Os resultados funcionais demonstraram uma clara diferença entre os grupos quanto ao status do metabolismo energético, presença de EROs e preservação ou não de estruturas celulares. Quanto às análises de perfis lipídico e metabólico, os resultados também demonstraram diferenças entre os grupos relacionadas ao seu status funcional em todas as amostras biológicas analisadas. Vale salientar, no entanto, a diferença quanto ao perfil metabólico das células espermáticas no momento pré- criopreservação. Esta observação indica que a manutenção da viabilidade espermática durante a criopreservação depende da capacidade das células em absorver e utilizar estes metabólitos antes do início do processo de diluição, resfriamento e congelação. Como a fertilidade e a suscetibilidade à criopreservação são características multifatoriais, os resultados deste estudo, principalmente pela correlação entre os perfis funcionais e metabólicos, proporcionam uma maior compreensão das vias envolvidas no metabolismo energético e status oxidativo das células espermáticas, bem como abrem caminho para a definição de biomarcadores para identificação precoce de touros com problemas de subfertilidade ou alta suscetibilidade à criopreservação.