Improved bovine in vitro embryo production with sexed and unsexed sperm selected by chemotaxis

Autores
Domínguez, Esteban Mauricio; Moreno-Irusta, Ayelen; Guidobaldi, Héctor Alejandro; Tribulo, Huberto; Giojalas, Laura Cecilia
Año de publicación
2018
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Fil: Domínguez, Esteban Mauricio. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Centro de Biología Celular y Molecular; Argentina.
Fil: Domínguez, Esteban Mauricio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Fil: Moreno-Irusta, Ayelen. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Centro de Biología Celular y Molecular; Argentina.
Fil: Moreno-Irusta, Ayelen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Fil: Guidobaldi, Héctor Alejandro. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Centro de Biología Celular y Molecular; Argentina.
Fil: Guidobaldi, Héctor Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Fil: Tribulo, Huberto. Instituto de Reproducción Animal Córdoba; Argentina.
Fil: Giojalas, Laura Cecilia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Centro de Biología Celular y Molecular; Argentina.
Fil: Giojalas, Laura Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Assisted reproductive techniques (ART) have been widely used in farm animals in the last decades. Sexed cryopreserved spermatozoa, ovum pick up, in vitro embryo production and transfer constitute the ART that have revolutionized the dairy industry. However, the efficiency of some of these techniques is still low due in part to sperm quality, which influences fertilization, embryo development and implantation. The Sperm Selection Assay (SSA), based on sperm chemotaxis towards progesterone, provides a sperm subpopulation enriched with spermatozoa that are capacitated, with intact DNA and low level of oxidative stress. Since the SSA selects a sperm subpopulation at optimum physiological state, the application of the SSA may improve the efficiency of the current ART. The aim of this study was to adapt the SSA for unsexed and sexed bovine frozen-thawed semen samples, and then to test whether sperm selection by the SSA improves the cleavage rate of bovine embryos in vitro. The optimal SSA conditions to obtain the higher sperm accumulation percentage given by chemotaxis were the same for both unsexed and sexed semen samples. Thus, sperm accumulation in W2 was significantly higher when: 2 million sperm per mL were placed in W1 (unsexed samples: 12 ± 1%, p = 0.002; sexed samples: 14 ± 3%, p = 0.02); 1 pM progesterone was placed in W2 (unsexed sample: 9 ± 1%, p = 0.009; sexed samples: 11 ± 2%, p = 0.02); and to incubate the SSA device for 10 min (unsexed samples: 17 ± 2%, p = 0.007; sexed samples: 10 ± 1%, p = 0.004). We found that the quality of spermatozoa recovered from W2 in unsexed and sexed semen was enhanced. Thus, the capacitation index was significantly increased (unsexed samples: 1.75 ± 0.1, p = 0.0001; sexed samples: 1.76 ± 0.2, p = 0.004), while DNA fragmentation index was significantly decreased (unsexed samples: 0.33 ± 0.07, p = 0.0003; sexed samples: 0.32 ± 0.04, p = 0.002). Moreover, the cleavage index of oocytes fertilized with either unsexed or sexed SSA-selected sperm was significantly improved (unsexed samples: 3.2 ± 0.4, p = 0.0001; sexed samples: 2.3 ± 0.33, p = 0.03). Thus, we show that the SSA can be used to recruit a bovine sperm subpopulation at optimal functional state regardless of whether the sample is previously sexed, and that this optimal state improves bovine embryo cleavage rate.
https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0093691X18307209
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Fil: Domínguez, Esteban Mauricio. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Centro de Biología Celular y Molecular; Argentina.
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Biología Reproductiva (aspectos médicos van en 3 "Ciencias Médicas y de la Hídrico Salud")
Materia
Bovine sperm
Sperm chemotaxis
Sperm capacitation
Sperm DNA fragmentation
In vitro fertilization
NATURAL SCIENCES::Biology
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
Repositorio
Repositorio Digital Universitario (UNC)
Institución
Universidad Nacional de Córdoba
OAI Identificador
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Sexed cryopreserved spermatozoa, ovum pick up, in vitro embryo production and transfer constitute the ART that have revolutionized the dairy industry. However, the efficiency of some of these techniques is still low due in part to sperm quality, which influences fertilization, embryo development and implantation. The Sperm Selection Assay (SSA), based on sperm chemotaxis towards progesterone, provides a sperm subpopulation enriched with spermatozoa that are capacitated, with intact DNA and low level of oxidative stress. Since the SSA selects a sperm subpopulation at optimum physiological state, the application of the SSA may improve the efficiency of the current ART. The aim of this study was to adapt the SSA for unsexed and sexed bovine frozen-thawed semen samples, and then to test whether sperm selection by the SSA improves the cleavage rate of bovine embryos in vitro. The optimal SSA conditions to obtain the higher sperm accumulation percentage given by chemotaxis were the same for both unsexed and sexed semen samples. Thus, sperm accumulation in W2 was significantly higher when: 2 million sperm per mL were placed in W1 (unsexed samples: 12 ± 1%, p = 0.002; sexed samples: 14 ± 3%, p = 0.02); 1 pM progesterone was placed in W2 (unsexed sample: 9 ± 1%, p = 0.009; sexed samples: 11 ± 2%, p = 0.02); and to incubate the SSA device for 10 min (unsexed samples: 17 ± 2%, p = 0.007; sexed samples: 10 ± 1%, p = 0.004). We found that the quality of spermatozoa recovered from W2 in unsexed and sexed semen was enhanced. Thus, the capacitation index was significantly increased (unsexed samples: 1.75 ± 0.1, p = 0.0001; sexed samples: 1.76 ± 0.2, p = 0.004), while DNA fragmentation index was significantly decreased (unsexed samples: 0.33 ± 0.07, p = 0.0003; sexed samples: 0.32 ± 0.04, p = 0.002). Moreover, the cleavage index of oocytes fertilized with either unsexed or sexed SSA-selected sperm was significantly improved (unsexed samples: 3.2 ± 0.4, p = 0.0001; sexed samples: 2.3 ± 0.33, p = 0.03). Thus, we show that the SSA can be used to recruit a bovine sperm subpopulation at optimal functional state regardless of whether the sample is previously sexed, and that this optimal state improves bovine embryo cleavage rate.https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0093691X18307209publishedVersionFil: Domínguez, Esteban Mauricio. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Centro de Biología Celular y Molecular; Argentina.Fil: Domínguez, Esteban Mauricio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.Fil: Moreno-Irusta, Ayelen. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Centro de Biología Celular y Molecular; Argentina.Fil: Moreno-Irusta, Ayelen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.Fil: Guidobaldi, Héctor Alejandro. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Centro de Biología Celular y Molecular; Argentina.Fil: Guidobaldi, Héctor Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.Fil: Tribulo, Huberto. Instituto de Reproducción Animal Córdoba; Argentina.Fil: Giojalas, Laura Cecilia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Centro de Biología Celular y Molecular; Argentina.Fil: Giojalas, Laura Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. 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Fil: Moreno-Irusta, Ayelen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
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Assisted reproductive techniques (ART) have been widely used in farm animals in the last decades. Sexed cryopreserved spermatozoa, ovum pick up, in vitro embryo production and transfer constitute the ART that have revolutionized the dairy industry. However, the efficiency of some of these techniques is still low due in part to sperm quality, which influences fertilization, embryo development and implantation. The Sperm Selection Assay (SSA), based on sperm chemotaxis towards progesterone, provides a sperm subpopulation enriched with spermatozoa that are capacitated, with intact DNA and low level of oxidative stress. Since the SSA selects a sperm subpopulation at optimum physiological state, the application of the SSA may improve the efficiency of the current ART. The aim of this study was to adapt the SSA for unsexed and sexed bovine frozen-thawed semen samples, and then to test whether sperm selection by the SSA improves the cleavage rate of bovine embryos in vitro. The optimal SSA conditions to obtain the higher sperm accumulation percentage given by chemotaxis were the same for both unsexed and sexed semen samples. Thus, sperm accumulation in W2 was significantly higher when: 2 million sperm per mL were placed in W1 (unsexed samples: 12 ± 1%, p = 0.002; sexed samples: 14 ± 3%, p = 0.02); 1 pM progesterone was placed in W2 (unsexed sample: 9 ± 1%, p = 0.009; sexed samples: 11 ± 2%, p = 0.02); and to incubate the SSA device for 10 min (unsexed samples: 17 ± 2%, p = 0.007; sexed samples: 10 ± 1%, p = 0.004). We found that the quality of spermatozoa recovered from W2 in unsexed and sexed semen was enhanced. Thus, the capacitation index was significantly increased (unsexed samples: 1.75 ± 0.1, p = 0.0001; sexed samples: 1.76 ± 0.2, p = 0.004), while DNA fragmentation index was significantly decreased (unsexed samples: 0.33 ± 0.07, p = 0.0003; sexed samples: 0.32 ± 0.04, p = 0.002). Moreover, the cleavage index of oocytes fertilized with either unsexed or sexed SSA-selected sperm was significantly improved (unsexed samples: 3.2 ± 0.4, p = 0.0001; sexed samples: 2.3 ± 0.33, p = 0.03). Thus, we show that the SSA can be used to recruit a bovine sperm subpopulation at optimal functional state regardless of whether the sample is previously sexed, and that this optimal state improves bovine embryo cleavage rate.
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Fil: Moreno-Irusta, Ayelen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Fil: Guidobaldi, Héctor Alejandro. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Centro de Biología Celular y Molecular; Argentina.
Fil: Guidobaldi, Héctor Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Fil: Tribulo, Huberto. Instituto de Reproducción Animal Córdoba; Argentina.
Fil: Giojalas, Laura Cecilia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Centro de Biología Celular y Molecular; Argentina.
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