Capítulo 8: Transferência e Criopreservação de Embriões Bovinos

Capítulo 8: Transferência e Criopreservação de Embriões Bovinos

• A transferência de embriões (TE) é uma biotécnica difundida mundialmente que coleta embriões de doadoras e os transfere para receptoras para completar a gestação.
• A TE possibilita que uma fêmea produza significativamente mais descendentes do que o fisiologicamente possível durante sua vida reprodutiva.
• A TE contribui para o conhecimento de fisiologia, patologia e endocrinologia, além de resolver questões genéticas e sanitárias e serve como base para outras biotécnicas como clonagem e animais transgênicos.
• No melhoramento zootécnico, a TE acelera e aumenta a precisão da seleção animal e pode ser empregada para descendentes de animais com distúrbios reprodutivos adquiridos.
• O capítulo visa detalhar os métodos da TE em bovinos, abordando a fisiologia e o controle biotécnico do ciclo estral e da ovulação, fecundação e desenvolvimento embrionário, visando proporcionar uma visão técnica sobre o uso da biotécnica para melhoria dos rebanhos.
• A ideia de transferência de embriões não é nova, com os primeiros experimentos realizados em coelhos por Heape em 1890.
• Em bovinos, a primeira TE ocorreu em meados do século passado por Willet et al. (1951).
• A TE comercial em bovinos começou nos EUA nos anos 70, com a coleta de embriões via laparotomia mediana sob anestesia geral, limitando a sua difusão.
• Ainda nos anos 70, técnicos desenvolveram o método de coleta não cirúrgica, mas a transferência continuou sendo feita via laparotomia do flanco.
• Na mesma década, pesquisadores viabilizaram a colheita e transferência transcervical, simplificando o processo e impulsionando a comercialização de embriões em bovinos.
• A Sociedade Internacional de Transferência de Embriões (IETS), criada em 1974, contribuiu significativamente para a difusão da biotécnica em bovinos, especialmente a partir de 1978.
• A necessidade de melhor aproveitamento de animais geneticamente superiores levou ao desenvolvimento de métodos para superovular fêmeas, aumentando o número de embriões por ciclo estral.
• A expectativa de conservar embriões excedentes para transferência levou ao nascimento do primeiro produto originado de embrião congelado, relatado por Wilmut & Rowson em 1973.
• No Brasil, a primeira tentativa de transferência de embriões bovinos ocorreu em 1977, através de um convênio entre a Universidade Federal de Santa Maria e a Escola de Medicina Veterinária de Hannover.
• A biotécnica em bovinos só se difundiu no Brasil a partir dos anos 80, sendo um marco importante a criação da Sociedade Brasileira de Transferência de Embriões (SBTE) em 1985.

Bases Fisiológicas da Transferência de Embriões

Aspectos Fisiológicos do Ciclo Estral

• Em bovinos, a atividade sexual das fêmeas inicia-se na puberdade, com um ciclo estral de aproximadamente 21 dias, classificados como poliéstricos contínuos.
• As fases do ciclo estral são: proestro (3 dias), estro (± 18 horas), metaestro (2 a 3 dias) e diestro (+14 dias).
• A fisiologia do ciclo estral depende da interação entre o sistema nervoso central (hipotálamo e hipófise) e os órgãos genitais (útero e ovários).
• O hipotálamo secreta hormônios peptídicos, que são transportados para a hipófise para controlar sua atividade.
• No caso dos eventos reprodutivos, os fatores liberadores de gonadotrofinas (GnRH) ligam-se a receptores específicos na hipófise para iniciar a síntese e liberação dos hormônios folículo estimulante (FSH) e luteinizante (LH).
• A secreção de GnRH é influenciada por fatores intrínsecos e extrínsecos, incluindo os hormônios esteróides do ovário, estrógeno e progesterona.
• A progesterona diminui a frequência de pulso de GnRH, enquanto o estrógeno varia de acordo com a concentração de progesterona.
• Fatores extrínsecos que interferem na síntese de GnRH incluem o estado nutricional do animal, a temperatura ambiente, o fotoperíodo, o manejo do rebanho, situações de estresse e o estímulo da amamentação.
• A nutrição e condição corporal desempenham um papel relevante na secreção de GnRH.
• A amamentação em vacas de corte resulta na produção de opióides endógenos que inibem a secreção de GnRH pelos neurônios hipotalâmicos.
• A ação do GnRH sobre a hipófise pode ser influenciada por hormônios produzidos pelos folículos ovarianos, como a inibina e a ativina, que suprimem ou estimulam a secreção de FSH, respectivamente.
• O LH é secretado de forma pulsátil e regulado pelo GnRH e pela secreção de progesterona.
• O FSH atua sobre os pequenos folículos ovarianos, estimulando o desenvolvimento até o estádio de folículo dominante, enquanto o LH atua no final da maturação desse folículo, induzindo a ovulação e a secreção de progesterona pelo corpo lúteo.
• Se não houver fecundação, o útero libera prostaglandina que promove a lise do corpo lúteo, permitindo um novo ciclo estral.

Superovulação

• Após o nascimento, os ovários de uma fêmea bovina contêm milhares de folículos, mas poucos se desenvolvem completamente.
• Os folículos restantes permanecem em estado de letargia e são recrutados em grupos para iniciar o desenvolvimento.
• Um dos folículos torna-se dominante e continua a desenvolver, enquanto os outros regridem.
• Picos na concentração de FSH coincidem com a emergência da onda folicular, enquanto a divergência no crescimento dos folículos está relacionada ao decréscimo da concentração de FSH.
• Nos bovinos, o desenvolvimento folicular consiste tipicamente de duas ou três ondas de crescimento, com cada onda formada por folículos maiores ou iguais a 4 mm.
• A emergência da terceira onda folicular está associada a uma fase luteínica mais prolongada.
• A superovulação é um método para estimular o desenvolvimento de vários folículos terciários até o estádio de pré-ovulação.
• O tratamento superovulatório visa suprir a deficiência da concentração de FSH antes que o folículo dominante promova a redução da concentração endógena dessa gonadotrofina.
• O processo de seleção do folículo dominante não está totalmente esclarecido, mas sabe-se que o desenvolvimento desse tipo de folículo inibe o crescimento dos subordinados, diminuindo a concentração de FSH e a sensibilidade à gonadotrofina.
• O recrutamento de folículos em resposta ao tratamento superovulatório após a remoção do folículo dominante evidencia que a presença desses folículos inibe a resposta ao FSH exógeno.
• A alta variabilidade de resposta à superovulação, decorrente de diversos fatores como a sincronia ovariana, idade e raça da doadora, é um aspecto que interfere na eficiência da TE.
• A superovulação deve ser iniciada no momento da emergência da onda folicular, espontânea ou induzida, porque animais com folículos sensíveis à ação do FSH normalmente apresentam maior capacidade de produzir embriões.
• Durante a superovulação, ocorre uma mudança brusca no perfil hormonal das doadoras, com elevação da concentração de hormônio estrogênico.
• O aumento da hipermotilidade do trato genital acelera o transporte das estruturas embrionárias, comprometendo a qualidade dos embriões.

Fecundação e Desenvolvimento Embrionário

• Os espermatozóides necessitam ser transportados até o terço superior do oviduto (ampola) para interagir com os oócitos liberados.
• Os espermatozóides precisam de um período prévio para que modificações bioquímicas e estruturais lhes confiram habilidade de fecundar (capacitação espermática).
• A capacitação espermática consiste na remoção de substâncias absorvidas à membrana plasmática do espermatozóide e no aumento gradual da entrada cálcio.
• A deposição do sêmen antes da ovulação é de fundamental importância para os índices de fecundação serem maximizados.
• Os espermatozóides alcançam o oócito na ampola do oviduto e encontram a corona radiata e a ZP.
• A capacitação espermática e hiperativação são cruciais para a penetração no oócito.
• Após a rutura da ZP e a penetração do espermatozóide, ela é prontamente restabelecida.
• A fusão do espermatozoide com a membrana plasmática do oócito resulta na sua ativação para reiniciar.
• O oócito fecundado é denominado de zigoto, que é morfológicamente caracterizado pela presença dos pronúcleos masculino e feminino.
• O inicio das divisões mitóticas (clivagem) resulta no desenvolvimento embrionário, em que todas as células embrionárias são diplóides e denominadas de blastômeros.
• As clivagens celulares são sincronas e obedecem a planos pré-estabelecidos, resultando numa duplicação do número de blastômeros.
• Até o estádio embrionário de 16 células, a força de coesão é permissiva a boa separação mecânica de cada blastômero.
• Nas próximas clivagens, a força de coesão e os contatos intercelulares contribuem para a compactação embrionária e a formação da mórula inicial.
• Com a divisão e especialização continuas das células da mórula compactada, origina-se o blastocisto inicial.
• A proliferação dos blastómeros e com a ocorrência da expansão e devido à sua elasticidade, a ZP torna-se delgada, culminando com o seu rompimento
• Nesse estádio, o embrião é denominado blastofeto e, quando liberado do ZP roto, passa a ser chamado de blastocisto eclodido.

Superovulação

• O termo TE engloba as atividades necessárias para remover embriões do útero de doadoras e depositá-los em receptoras.
• As principais etapas da TE em bovinos incluem seleção zootécnica, tratamento hormonal, observação do estro, inseminação artificial, colheita e tratamento dos embriões.
• O tratamento de embriãos é definido como qualquer tipo de manipulação executada no estádio inicial de desenvolvimento embrionário.
• Os principais tratamentos embrionários incluem avaliação do desenvolvimento, preservação, retirada de células embrionárias (pré-determinação do sexo), transferência de núcleos celulares (clonagem por transferência de núcleos) e depósito dos embriões no útero das receptoras.

Biotécnicas Afins da TE

• As biotécnicas relacionadas à TE são técnicas de biologia e reprodução animal que envolvem tratamentos embrionárias.
• A produção in vitro de embriões (PIV) é a biotécnica que produz embriões, submetidos à maturação e fecundação, em condições artificiais.
• As biotécnicas associadas à TE incluem a clonagem por transferência de núcleos, punção folicular transvaginal, produção in vitro de embriões e produção de animais transgênicos.

Criopreservação de Embriões

• A criopreservação de embriões visa preservar a viabilidade dos embriões por longo período.
• "Congelação" refere-se ao processo com cristalização parcial ou total, enquanto que "vitrificação" refere-se à passagem direta do estado líquido para um estado vitrificado e amorfo.
• As principais etapas da são: seleção morfológica dos embriões, adição de crioprotetores, envasamento dos embriões em palhetas e exposição a curvas de congelação.

Utilização de Embriões para o Diagnóstico Pré-Implantativo (DPI)

• O diagnóstico pré-implantativo (DPI) viabiliza uma análise genética de células de embriões em desenvolvimento antes da transferência.
• O objetivo principal é a retirada de pelo menos uma célula do embrião durante o cultivo para análise cromossômica ou genética.
• Inclui a seleção morfológica dos embriões, fixação do embrião e retirada mecânica das células, análise das células obtidas, e só serão transferidos os melhores embriões.

Bipartição de Embriões

• A bipartição envolve a divisão mecânica de embriões em estádio inicial, resultando em clones animais.
• O objetivo é a bipartição dos embriões, a fixação do embrião e bipartição sob microscópio e equipamentos adequados para transferir as metades para receptoras.

Importância da Transferência de Embriões

• Oferece uma série de vantagens para a seleção zootécnica.

Controle da Transmissão de Doenças Infecto-Contagiosas

• Permite a introdução de material genético sem grande risco para o plantel por enfermidades.
• Diminui a transmissão de agentes infecciosos.
• Recomenda lavar os embriões com ZP, pelo menos dez (10x) antes da criopreservação e manipulação.

Melhoramento Zootécnico Produção Animal

• O objetivo principal é melhorar a qualidade dos animais e aumentar a taxa de sobrevivência dos mesmos.
• Nos rebanhos o número descendentes são pequenos.
• Através da técnica de colheita há um aumento relação fêmea/descendente.

Programas de Melhoramento Animal

• Atualmente a IA é uma das únicas biotécnicas usadas, e são resultados de touros providenciados por cruzamento.
• Com as duas biotécnicas é possível diminuir o intervalo entre cada geração.
• Para um bom resultado, a qualidade genética do núcleo é o definitivo no sucesso programa.