RESUMO
The microbiota plays an important role in numerous physiological processes, pathogenesis, development, and metabolism in different animal species. In humans, several studies have demonstrated an association between the vaginal microbiota and fertility rates, and even success in assisted reproduction techniques. In the context of cattle reproduction, although few studies have addressed the microbiota in a healthy state (which is not associated with diseases that affect the reproductive tract of cows), changes in its composition also seem to influence fertility. This review aims to explain the importance of the reproductive microbiota in female bovines and what is available in the literature regarding its possible role in increasing fertility. What are the challenges involved in this process? Future perspectives on its use and manipulation as a selection or intervention tool. Will it be possible to one day extrapolate the findings to reality and apply them in the field? In short, understanding the role of the reproductive microbiota of female bovines can signal the prospect of increasing production, whether of milk or meat, from the same number of animals, as it can optimize reproductive efficiency and perhaps become an allied tool for the economic profitability and sustainability of livestock farming.
RESUMO
The vaginal microbiota has been shown to be important in local immune regulation and may play a role in reproduction and fertility. Next-generation sequencing (NGS) technologies have been used to characterize the bovine vaginal microbiota, mainly using short-read sequencing (Illumina). However, the main limitation of this technique is its inability to classify bacteria at the species level. The objective of this study was to characterize the bovine vaginal microbiota at the species level using long-read sequencing (PacBio) and to compare it with the results of short-read sequencing. In addition, the vaginal microbiota of cows that became pregnant after artificial insemination (AI) was compared with that of infertile animals. Thirteen Holstein cows had vaginal swabs collected prior to AI. DNA was extracted and subjected to Illumina and PacBio sequencing to characterize the V4 region and the entire 16S rRNA gene, respectively. PacBio sequencing yielded 366,509 reads that were assigned to 476 species from 27 phyla. However, none of the most abundant reads (>1%) could be classified at the species level. Illumina sequencing yielded more reads and consequently was able to detect a more observed species, but PacBio sequencing was able to detect more unique and rare species. The composition of the vaginal microbiota varies according to the sequencing method used, which might complicate the interpretation of results obtained in the majority of the current studies. The present study expands on the current knowledge of bovine microbiota, highlighting the need for further efforts to improve the current databanks.
Assuntos
Sequenciamento de Nucleotídeos em Larga Escala , Microbiota , Feminino , Gravidez , Animais , Bovinos , RNA Ribossômico 16S/genética , Bases de Dados Factuais , Fertilidade , Microbiota/genéticaRESUMO
This study used Holstein cattle to evaluate the following: I) the productive and reproductive characteristics of cows with low, intermediate and high antral follicle counts (AFCs) that were subjected to artificialin semination (AI) and comparison of AFC variability at the time of AI (nonpregnant) and at two time points during pregnancy (30 and 60 days), and II) whether the pregnancy status and different pregnancy periods in heifers improves the efficiency at in vitro embryo production (IVEP). In study I, 75 high-milk production cows with body condition scores (BCSs) of 2.75 to 4.75 and ages of 23 to 99 months were selected. Onthe day of estrus, AFCs (follicles ≥ 3 mm), BCS, body weight, and diameters of the dominant follicle, ovaries and the corpus luteum were evaluated. Posteriorly, AFC was monitored in pregnant cows at 30 days (n =35) and at 60 days for comparison of AFC before pregnancy versus different periods. In study II, heifers (n = 9) with BCS of 2.5 to 3.5 and ages of 10 to 16 months were selected for ovum pick-up and an IVEP program before AI (nonpregnant) as well as at 0 to 30, 31 to 60, and > 60 days of pregnancy. Statistical analysis was performed using PROC GLM and binary logistic regression model (P ≤ 0.05). In study I, AFC was not associated with variations in productive and reproductive parameters. However, AFCs in the low group increased following pregnancy (AI: 14.82 ± 1.36, 30 days: 23.45 ± 2.31 and 60 days: 35.18 ± 3.17 follicles). AFCs increased from AI to 60 days in the intermediate group but did not vary among time points in the high group. AFCs varied among AFC groups in AI and at 30 days of pregnancy but not at 60 days. In study II, the mean of total oocytes (17.43 ± 4.52 vs. 41.67 ± 3.79) and viable oocytes (13.77 ± 3.63 vs. 30.56± 3.45) increased from AI (nonpregnant) to the first 30 days of pregnancy. [...]
Este estudo utilizou fêmeas da raça Holandesa para avaliar: i) variação da contagem de folículos antrais na gestação; ii) resultado da produção in vitro de embriões em doadoras antes e depois da gestação. No estudo I, 75 vacas de alta produção de leite com escores de condição corporal (ECC) de 2,75 a 4,75 e idades de 23 a 99 meses foram selecionadas. No dia do estro a CFA foi avaliada (folículos ≥ 3 mm) além do escore corporal, peso corporal e diâmetros do folículo dominante, ovários e corpo lúteo. Posteriormente, a CFA foi monitorada nas vacas gestantes (n = 35) aos 30 e 60 dias. No estudo II, novilhas (n = 9) com ECC de 2,5 a 3,5 e idades de 10 a 16 meses foram selecionadas para obtenção de oócitos antes e depois da gestação, no primeiro, segundo e acima dos dois meses de gestação. A análise estatística foi realizada usando PROC GLM e modelo de regressão logística binária (P ≤ 0,05). No estudo I, a CFA não foi associada a variações nos parâmetros produtivos e reprodutivos. No entanto, as vacas de baixa CFA apresentaram aumento no número de folículos após início da gestação (IA: 14,82 ± 1,36, 30 dias: 23,45 ± 2,31 e 60 dias:35,18 ± 3,17 folículos). A CFA aumentou da IA para 60 dias no grupo de CFA intermediária, mas não variou ao longo do tempo no grupo de alta CFA. A CFA variou entre os grupos comparando-se o momento da IA e 30 dias de gestação. No estudo II, entre a IA e o primeiro mês de gestação, houve aumento do total de oócitos (17,43 ± 4,52 vs. 41,67 ± 3,79), bem como de oócitos viáveis (13,77 ± 3,63 vs. 30,56 ± 3,45). O número médio de embriões produzidos aumentou durante a gestação, [...]
Assuntos
Feminino , Animais , Bovinos , Fertilidade/genética , Prenhez/genética , Técnicas de Cultura Embrionária/veterináriaRESUMO
This study used Holstein cattle to evaluate the following: I) the productive and reproductive characteristics of cows with low, intermediate and high antral follicle counts (AFCs) that were subjected to artificialin semination (AI) and comparison of AFC variability at the time of AI (nonpregnant) and at two time points during pregnancy (30 and 60 days), and II) whether the pregnancy status and different pregnancy periods in heifers improves the efficiency at in vitro embryo production (IVEP). In study I, 75 high-milk production cows with body condition scores (BCSs) of 2.75 to 4.75 and ages of 23 to 99 months were selected. Onthe day of estrus, AFCs (follicles ≥ 3 mm), BCS, body weight, and diameters of the dominant follicle, ovaries and the corpus luteum were evaluated. Posteriorly, AFC was monitored in pregnant cows at 30 days (n =35) and at 60 days for comparison of AFC before pregnancy versus different periods. In study II, heifers (n = 9) with BCS of 2.5 to 3.5 and ages of 10 to 16 months were selected for ovum pick-up and an IVEP program before AI (nonpregnant) as well as at 0 to 30, 31 to 60, and > 60 days of pregnancy. Statistical analysis was performed using PROC GLM and binary logistic regression model (P ≤ 0.05). In study I, AFC was not associated with variations in productive and reproductive parameters. However, AFCs in the low group increased following pregnancy (AI: 14.82 ± 1.36, 30 days: 23.45 ± 2.31 and 60 days: 35.18 ± 3.17 follicles). AFCs increased from AI to 60 days in the intermediate group but did not vary among time points in the high group. AFCs varied among AFC groups in AI and at 30 days of pregnancy but not at 60 days. In study II, the mean of total oocytes (17.43 ± 4.52 vs. 41.67 ± 3.79) and viable oocytes (13.77 ± 3.63 vs. 30.56± 3.45) increased from AI (nonpregnant) to the first 30 days of pregnancy. [...](AU)
Este estudo utilizou fêmeas da raça Holandesa para avaliar: i) variação da contagem de folículos antrais na gestação; ii) resultado da produção in vitro de embriões em doadoras antes e depois da gestação. No estudo I, 75 vacas de alta produção de leite com escores de condição corporal (ECC) de 2,75 a 4,75 e idades de 23 a 99 meses foram selecionadas. No dia do estro a CFA foi avaliada (folículos ≥ 3 mm) além do escore corporal, peso corporal e diâmetros do folículo dominante, ovários e corpo lúteo. Posteriormente, a CFA foi monitorada nas vacas gestantes (n = 35) aos 30 e 60 dias. No estudo II, novilhas (n = 9) com ECC de 2,5 a 3,5 e idades de 10 a 16 meses foram selecionadas para obtenção de oócitos antes e depois da gestação, no primeiro, segundo e acima dos dois meses de gestação. A análise estatística foi realizada usando PROC GLM e modelo de regressão logística binária (P ≤ 0,05). No estudo I, a CFA não foi associada a variações nos parâmetros produtivos e reprodutivos. No entanto, as vacas de baixa CFA apresentaram aumento no número de folículos após início da gestação (IA: 14,82 ± 1,36, 30 dias: 23,45 ± 2,31 e 60 dias:35,18 ± 3,17 folículos). A CFA aumentou da IA para 60 dias no grupo de CFA intermediária, mas não variou ao longo do tempo no grupo de alta CFA. A CFA variou entre os grupos comparando-se o momento da IA e 30 dias de gestação. No estudo II, entre a IA e o primeiro mês de gestação, houve aumento do total de oócitos (17,43 ± 4,52 vs. 41,67 ± 3,79), bem como de oócitos viáveis (13,77 ± 3,63 vs. 30,56 ± 3,45). O número médio de embriões produzidos aumentou durante a gestação, [...](AU)
Assuntos
Animais , Feminino , Bovinos , Prenhez/genética , Fertilidade/genética , Técnicas de Cultura Embrionária/veterináriaRESUMO
A implementação das biotécnicas reprodutivas juntamente com os programas de melhoramento genético tem contribuído expressivamente para uma rápida disseminação de indivíduos melhoradores, tanto pelo uso da inseminação artificial, quanto pela produção in vivo e in vitro de embriões. No entanto, a eficiência destes programas está condicionada a uma série de fatores que podem afetar de maneira significativa a performance reprodutiva tanto em bovinos de corte, como de leite. Neste contexto, a contagem de folículos antrais (CFA) se destaca como um dos fatores de maior influência e ainda pouco compreendido. Empregando a ultrassonografia, fêmeas podem ser classificada em baixa, intermediária ou alta CFA, devido à alta variabilidade desta contagem no rebanho. Além disso, a alta repetibilidade desta característica possibilita realizar esta classificação em diferentes momentos da vida reprodutiva da fêmea. De maneira geral, doadoras de alta CFA tem proporcionado maiores rendimentos embrionários tanto na técnica in vivo quanto in vitro. Entretanto, fêmeas de baixa CFA têm apresentado maiores diâmetros foliculares e maior taxa de prenhez quando submetidas à IATF. Embora a CFA atue como um fator de grande influência, sua herdabilidade é baixa e não há relação com características zootécnicas de programas de melhoramento. Finalmente, a CFA tem se destacado como uma importante ferramenta de seleção de matrizes e que tem contribuído significativamente para um maior sucesso nos programas reprodutivos.
The implementation of reproductive biotechniques and genetic improvement programs has significantly contributed to a fast dissemination of animals with high genetic, both by artificial insemination and in vivo and in vitro embryo production. However, the efficiency of these programs is conditioned to several factors that can considerably affect the reproductive performance in both beef and dairy cattle. In this context, the antral follicle count (AFC) stands out as one of the most influential and still poorly understood factors. Females can be classified as low, intermediate, or high AFC by ultrasonography due to the high variability of this count in the herd. In addition, the high repeatability of this characteristic allows high confidence in carrying out this classification at different times of the reproductive life. In general, high AFC donors have provided higher embryo yields both in vivo and in vitro. However, females with low AFC have shown larger follicular diameters and higher pregnancy rate when submitted to TAI. Although AFC is a factor of great influence, its heritability is low and there is no relationship with zootechnical characteristics of breeding programs. Finally, AFC has emerged as an important tool to females selection and has significantly contributed to greater success in breeding programs.
Assuntos
Feminino , Animais , Bovinos , Fertilidade , Folículo Ovariano , Inseminação ArtificialRESUMO
Os ovários desempenham papéis relevantes para o sistema reprodutivo, no qual a função exócrina (ou gametogênica) realiza a maturação e liberação do oócito para a fecundação e a função endócrina (ou esteroidogênica) afeta a síntese, secreção de hormônios e fatores de crescimento. Além disso, existe uma interação entre os fatores endócrinos, autócrinos e parácrinos, atuando em associação com o processo de desenvolvimento folicular e oocitário durante a vida reprodutiva da fêmea. O córtex, porção mais externa do ovário, representa a região funcional onde se localizam os folículos ovarianos e as estruturas lúteas, em diferentes estágios de desenvolvimento e/ou atresia. A região medular localiza-se mais internamente, na maioria das espécies, e sua principal função é nutrir e sustentar o ovário. Apesar da numerosa população folicular presente nos ovários, estabelecida durante a vida fetal, quase todos os folículos encontrados no pool de reserva ovariana, ou seja, 99,9%, não atingem a ovulação. Esses folículos passam por um processo de morte celular conhecido como atresia folicular, tornando o ovário um órgão de baixa produtividade. A elucidação dos mecanismos que regulam a foliculogênese, incluindo o processo de atresia, é importante para o melhor aproveitamento dos folículos na melhoria da eficiência reprodutiva de animais de produção.
The ovaries play roles relevant to the reproductive system, in which the exocrine (or gametogenic) function carries out the maturation and release of the oocyte for fertilization and the endocrine (or steroidogenic) function effects the synthesis and secretion of hormones and growth factors. In addition, there is an interaction between endocrine, autocrine and paracrine factors, acting in association with the follicular and oocyte development process during the female's reproductive life. The cortex, the outermost portion of the ovary, represents the functional region where the ovarian follicles and luteal structures are located, at different stages of development and/or atresia. The medullary region is located more internally, in most species, and its main function is to nourish and support the ovary. Despite the numerous follicular population present in the ovaries, established during fetal life, almost all follicles found in the ovarian reserve pool, i.e., 99.9%, do not reach ovulation. These follicles undergo a process of cell death known as follicular atresia, making the ovary a low-productivity organ. The elucidation of the mechanisms that regulate folliculogenesis, including the atresia process, is important for the better use of follicles in improving the reproductive efficiency of production animals.
Assuntos
Feminino , Animais , Bovinos , Atresia Folicular , Bovinos/embriologia , Folículo Ovariano , OogêneseRESUMO
O desenvolvimento de estudos genéticos e de microdispositivos biológicos tem proporcionado a ampliação do conhecimento sobre os complexos eventos que envolvem a reprodução animal. O desafio ainda é imensurável, mas a criação e surgimentos de novas perspectivas para a pesquisa básica tem-se feito presente. Neste trabalho revisamos de maneira suscinta algumas abordagens recentes, utilizadas pela pesquisa básica, sobretudo com o objetivo de lançar luz sobre o desenvolvimento folicular e oocitário. Dessa forma, essa revisão pretende fornecer uma visão geral do uso das tecnologias ômicas e sistema de microfluídica como auxiliadores na compreensão da foliculogênese. Adicionalmente serão apresentadas particularidades inerentes à fisiologia da gametogênese, que incluem ação de microorganismos e mitocôndrias, além do importante papel da comunicação intercelular através das vesículas extracelulares.
The development of genetic studies and biological microdevices has expanded knowledge about the complex events involving animal reproduction. The challenge is still immeasurable, but the creation and emergence of new perspectives for basic research have been present. This paper briefly reviews some recent approaches used in basic research, mainly to shed light on follicular and oocyte development. Thus, this review intends to provide an overview of the use of omics technologies and microfluidics systems as aids in understanding folliculogenesis. Also, it will present particulars inherent in the physiology of gametogenesis, which include microorganisms and mitochondria, in addition to the important role of intercellular communication through extracellular vesicles.
Assuntos
Animais , Bioengenharia , Fenômenos Genéticos , Folículo Ovariano/crescimento & desenvolvimento , Microbiota , Técnicas Analíticas MicrofluídicasRESUMO
In the present study, there was an evaluation of in vitro embryo production (IVEP) in Bos indicus donor cows with small or large antral follicle counts (AFCs) when there was synchronization of follicular dynamics among cows before ovum pick-up (OPU). Donor cows classified as having small or large AFC were submitted to OPU/IVEP program (Experiment-I) or had follicular-stage synchronization imposed before OPU/IVEP (Experiment-II). In Experiment-I, the cows with a large AFC had a greater (P < 0.01) mean of embryos developing to the blastocyst stage compared to those with a small AFC. In Experiment-II, percentage of viable oocytes/OPU were not affected (P = 0.33) by synchronization of follicular dynamics, but the AFC had an effect (P < 0.0001). There was an interaction (P = 0.01) indicating the larger AFC, with or without imposing of a synchronization treatment regimen, resulted in the most desirable outcome. The number of embryos was affected (P < 0.001) by follicular-stage synchronization and AFC, with there being an interaction (P = 0.002) with the most desirable results for the large AFC-synchronized group. Number of pregnancies was greater (P ≤ 0.02) for recipient females with embryos from synchronized donors and with a large AFC. There was an interaction (P = 0.03) with there being a greater pregnancy percentage for cows with synchronized follicular stages and the large AFC. Bos indicus donor with a large AFC when associated with the synchronization of stage of follicular dynamics pre-OPU results in improvement of the efficacy of IVEP.
Assuntos
Bovinos/embriologia , Sincronização do Estro , Folículo Ovariano/fisiologia , Óvulo/fisiologia , Coleta de Tecidos e Órgãos/veterinária , Animais , Bovinos/fisiologia , Transferência Embrionária , Feminino , GravidezRESUMO
This study aimed to evaluate the potential of Girolando (Bos taurus × Bos indicus) cows with high and low antral follicle counts (AFC) for the in vitro production of bovine embryos (IVEP), as well as the pregnancy rates of the recipients of these embryos. Girolando cows (Bos taurus × Bos indicus) were classified as high and low AFC when they had 35-52 (n = 13) and 11-17 follicles (n = 15), respectively. All animals were subjected to repeated follicular aspiration [Ovum pick-up (OPU)] and subsequent IVEP sessions. The synchronization protocol of the recipients was performed on a random day of the estrous cycle (Day 0) with the implantation of progesterone, estradiol benzoate, and prostaglandin. The high AFC group had higher aspirated oocyte/OPU (42.6 ± 5.2 vs. 14.6 ± 1.9; p < 0.01) and cultured oocyte/OPU (38.1 ± 6.6 vs. 12.3 ± 2.8; p < 0.01) averages as well as a higher blastocyst percentage on D7 (23.0 ± 1.0% vs. 18.4 ± 1.5%; p < 0.05) and higher pregnancy rate (42.7 ± 2.7% vs. 39.7 ± 4.6%; p< 0.05) than the low AFC group. Thus, we can conclude that animals with high AFC had better IVEP success rates than animals with low AFC.
Este estudo teve como objetivo avaliar o potencial de produção in vitro de embriões (PIVE) bovinos de vacas da raça Girolando (Bos taurus x Bos indicus) com alta e baixa contagem de folículos antrais (CFA), bem como a taxa de prenhez nas receptoras destes embriões. As vacas da raça Girolando (Bos taurus x Bos indicus) foram classificadas como de alta CFA quando apresentavam de 35 a 52 folículos(n = 13) e baixa CFA, quando apresentavam de 11 a 17 folículos (n = 15). Todos os animais foram submetidos a repetidas sessões de aspiração folicular (OPU) e subsequente PIVE. O protocolo de sincronização das receptoras foi realizado em um dia aleatório do ciclo estral (Dia 0) com implante de progesterona, benzoato de estradiol e prostaglandina. O grupo de alta CFA obteve uma maior média de oócitos aspirados / OPU (42,6 ± 5,2 vs. 14,6 ± 1,9; p < 0,01); oócitos cultivados / OPU (38,1 ± 6,6 vs.12,3 ± 2,8; p < 0,01); porcentagem de blastocistos em D7 (23,0 ± 1,0% vs. 18,4 ± 1,5%; p < 0,05) e taxa de prenhez (42,7 ± 2,7% vs. 39,7 ± 4,6%; p < 0,05) maiores quando comparado ao grupo de baixa CFA. Desta maneira, podemos concluir que os animais de alta CFA apresentaram melhores taxas de PIVE que os animais de baixa CFA.
Assuntos
Feminino , Animais , Bovinos , Bovinos/embriologia , Prenhez , Técnicas In VitroRESUMO
This study aimed to evaluate the potential of Girolando (Bos taurus × Bos indicus) cows with high and low antral follicle counts (AFC) for the in vitro production of bovine embryos (IVEP), as well as the pregnancy rates of the recipients of these embryos. Girolando cows (Bos taurus × Bos indicus) were classified as high and low AFC when they had 35-52 (n = 13) and 11-17 follicles (n = 15), respectively. All animals were subjected to repeated follicular aspiration [Ovum pick-up (OPU)] and subsequent IVEP sessions. The synchronization protocol of the recipients was performed on a random day of the estrous cycle (Day 0) with the implantation of progesterone, estradiol benzoate, and prostaglandin. The high AFC group had higher aspirated oocyte/OPU (42.6 ± 5.2 vs. 14.6 ± 1.9; p < 0.01) and cultured oocyte/OPU (38.1 ± 6.6 vs. 12.3 ± 2.8; p < 0.01) averages as well as a higher blastocyst percentage on D7 (23.0 ± 1.0% vs. 18.4 ± 1.5%; p < 0.05) and higher pregnancy rate (42.7 ± 2.7% vs. 39.7 ± 4.6%; p< 0.05) than the low AFC group. Thus, we can conclude that animals with high AFC had better IVEP success rates than animals with low AFC.(AU)
Este estudo teve como objetivo avaliar o potencial de produção in vitro de embriões (PIVE) bovinos de vacas da raça Girolando (Bos taurus x Bos indicus) com alta e baixa contagem de folículos antrais (CFA), bem como a taxa de prenhez nas receptoras destes embriões. As vacas da raça Girolando (Bos taurus x Bos indicus) foram classificadas como de alta CFA quando apresentavam de 35 a 52 folículos(n = 13) e baixa CFA, quando apresentavam de 11 a 17 folículos (n = 15). Todos os animais foram submetidos a repetidas sessões de aspiração folicular (OPU) e subsequente PIVE. O protocolo de sincronização das receptoras foi realizado em um dia aleatório do ciclo estral (Dia 0) com implante de progesterona, benzoato de estradiol e prostaglandina. O grupo de alta CFA obteve uma maior média de oócitos aspirados / OPU (42,6 ± 5,2 vs. 14,6 ± 1,9; p < 0,01); oócitos cultivados / OPU (38,1 ± 6,6 vs.12,3 ± 2,8; p < 0,01); porcentagem de blastocistos em D7 (23,0 ± 1,0% vs. 18,4 ± 1,5%; p < 0,05) e taxa de prenhez (42,7 ± 2,7% vs. 39,7 ± 4,6%; p < 0,05) maiores quando comparado ao grupo de baixa CFA. Desta maneira, podemos concluir que os animais de alta CFA apresentaram melhores taxas de PIVE que os animais de baixa CFA.