Correlation between insemination dose and bovine sperm traits on the in vitro embryo production outcomes

Fantin, Bárbara Souza; Santos Filho, Antônio Santana; Shebli, Wasim Al; Vieira, Júlio César; Bartolomeu, Cláudio Coutinho; Batista, André Mariano; Guerra, Maria Madalena Pessoa; Cezar, Guilherme Arruda; Costa, Joana Amélia Senna; Bagon, Audrey; Oliveira Filho, Carlos André Barbosa; Nascimento, Pábola Santos

In the present study we aimed to test the best insemination dose for in vitro embryo production (IVEP) and to correlate sperm traits in bovine.

In vitro matured oocytes were inseminated with three different sperm concentrations of the same bull:

G1 (1*106), G2 (2*106) and G3 (4*106) sperm/mL. At 18 h post-insemination (hpi), presumptive zygotes [G1 (n=114), G2 (n=139) and G3 (n=136)] were stained to evaluate the pronuclei numbers, or continued to in vitro culture [G1 (n=102), G2 (n=111) and G3 (n=106)]. Sperm kinetics were analyzed using Computer-Assisted Semen Analysis (CASA). Sperm plasma membrane, acrosome integrity and mitochondrial activity were analyzed using fluorescent probes. In vitro fertilization (IVF) and IVEP data were compared using chi-square (P<0.05) and correlated with CASA and fluorescence data using Person Correlation (P<0.05). The IVF efficiency, cleavage and total blastocyst rates did not show any significant difference (P>0.05) among the groups. In G3, the polyspermy rate was the highest (7.4%; P<0.05) without difference (P>0.05) between G1 (0%) and G2 (0%). In G1, the early blastocyst rate was the highest (7.8%; P<0.05), without significant difference (P>0.05) between G2 (1.8%) and G3 (0.9%). The IVF efficiency and total blastocyst rates were positively correlated with curvilinear velocity (VCL) (r≃+1; P<0.05). We concluded that the reduction of insemination dose may negatively affect embryo development and VCL may be used as a parameter to improve the IVEP outcomes.

O objetivo deste estudo foi testar a melhor dose inseminante para a produção de embriões in vitro (IVEP) e sua correlação com as características espermáticas na espécie bovina.

Oócitos maturados in vitro foram inseminados com três concentrações diferentes de espermatozoides de único touro:

G1 (1*106), G2 (2*106) e G3 (4*106) espermatozoides/mL. Às 18h pós-inseminação (hpi), os presumíveis zigotos [G1 (114), G2 (139) e G3 (136)] foram corados para avaliar o número de pronúcleos, ou continuaram para o cultivo in vitro [G1 (102), G2 (111) e G3 (106)]. Os parâmetros da cinética espermática foram analisados usando o Computer-Assisted Semen Analysis (CASA). A integridade de membrana plasmática espermática, acrossomal e a atividade mitocondrial foram analisadas usando sondas fluorescentes. Os dados da fertilização in vitro (FIV) e IVEP foram comparadas com qui-quadrado (P=0,05) e correlacionados com dados de CASA e Fluorescência usando Correlação de Pearson (r=±1; P<0,05). A eficiência da FIV, taxas de clivagem e blastocisto total não mostraram diferença significativa (P>0,05) entre os grupos. Em G3, a taxa de polispermia foi a maior (7,4%; P<0,05), sem diferença (P>0,05) entre G1 (0%) e G2 (0%). Em G1, a taxa de blastocisto inicial foi a maior (7,8%; P<0,05), sem apresentar diferença significativa (P>0,05) com G2 (1,8%) e G3 (0,9%). A eficiência de FIV e a taxa de blastocisto total foram positivamente correlacionadas com velocidade curvilinear (VCL) (P<0,05). Concluímos que a dose inseminante reduzida pode negativamente afetar o desenvolvimento embrionário e VCL pode ser usada como parâmetro para melhorar os resultados da PEIV.