Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10316/94319
Title: Anti-aging Effect of Urolithin A on Bovine Oocytes
Other Titles: Efeito Anti-envelhecimento da Urolitina A em Oócitos Bovinos
Authors: Fonseca, Élisa
Orientador: Santos, Ana Teresa Moreira Almeida
Pereira, Rosa Maria Lino Neto
Keywords: Envelhecimento do oócito; Disfunção mitocondrial; Urolitina A; Nrf2; Saúde reprodutiva; Oocyte aging; Mitochondrial dysfunction; Urolithin A; Nrf2; Reproductive health
Issue Date: 9-Dec-2020
Serial title, monograph or event: Anti-aging Effect of Urolithin A on Bovine Oocytes
Place of publication or event: Instituto Nacional de Investigação Agrária e Veterinária (INIAV)
Abstract: O declínio da capacidade reprodutiva feminina é uma das primeiras funções fisiológicas adversamente afetadas pelo envelhecimento. Este declínio é o resultado da diminuição da reserva e da qualidade dos oócitos. Embora os mecanismos subjacentes ao envelhecimento do gâmeta feminino não sejam claros, as alterações epigenéticas e a disfunção mitocondrial podem estar relacionadas com o declínio da qualidade do oócito. A Urolitina A (UA) é um metabolito natural com efeitos pró-apoptóticos e antioxidantes, que foi identificado por prevenir a acumulação de mitocôndrias disfuncionais durante o envelhecimento em diferentes células, por indução da mitofagia.Este estudo teve como objetivo testar a hipótese de que o envelhecimento do gâmeta feminino altera o potencial de desenvolvimento dos complexos cumulus-oócitos (COCs) e a expressão das células da granulosa (GCs) de genes importantes relacionados com a competência reprodutiva. Um outro objetivo foi avaliar o efeito da UA em COCs e GCs nomeadamente na expressão dos genes NFE2L2, NQO1 e mtDN5, bem como na qualidade dos oócitos.Foram avaliados a progressão da maturação nuclear, o potencial de membrana mitocondrial (MMP), a taxa de consumo de oxigénio (OCR) e a competência de desenvolvimento de oócitos fisiologicamente maturados e envelhecidos in vitro obtidos de fêmeas pré-púberes e adultas, suplementados ou não com UA. Além disso, a quantidade de mRNA de vários genes (NFE2L2, NQO1 e mtDN5) e o número de cópias de DNA do mt-ND5 foram quantificados em GCs em cultura de fêmeas pré-púberes e adultas, suplementadas ou não com UA.O nosso estudo confirmou o efeito prejudicial do envelhecimento de oócitos na progressão da maturação nuclear, MMP, competência para o desenvolvimento e níveis de expressão génica. O tratamento com UA durante a maturação in vitro aumentou (P≤0,05) a taxa de maturação e a subsequente capacidade de desenvolvimento dos oócitos envelhecidos. Também foi identificado um efeito positivo (P≤0,05) da UA na maturação fisiológica, MMP e desenvolvimento embrionário. Além disso, num teste preliminar foi identificado um aumento na OCR (mais de duas vezes) em COCs tratados com UA em comparação com o controlo. A UA também interferiu no perfil de expressão dos genes NFE2L2 e NQO1 de GCs em cultura.Os nossos resultados demonstraram que a suplementação de UA durante a maturação é uma forma eficaz de prevenir o envelhecimento de oócitos e incrementar o desenvolvimento embrionário bovino subsequente. Assim a UA pode ter uma potencial aplicação no controlo do envelhecimento de oócitos em outras espécies, incluindo os humanos, especificamente na manutenção da qualidade de oócitos e melhorando a taxa de sucesso das tecnologias de reprodução assistida.
Decline in female reproductive capacity is one of the first physiological functions adversely affected by aging. This decline is a result of decreased oocyte reserve and quality. Although the mechanisms underlying oocyte aging are unclear, epigenetic changes and mitochondrial dysfunction may be related to the decline of oocyte quality. Urolithin A (UA), a natural metabolite with pro-apoptotic and antioxidant effects, has been identified to prevent the accumulation of dysfunctional mitochondria with age in different cells, by inducing mitophagy.This study aims to test the hypothesis that oocyte aging alters cumulus-oocyte-complexes (COCs) developmental potential and granulosa cells (GCs) expression of important genes related to reproductive competence. A further objective was to test the effect of UA on COCs and GCs evaluating its effect on NFE2L2, NQO1, and mtDN5 genes expression as well as on oocyte quality.Nuclear maturation progression, mitochondrial membrane potential (MMP), oxygen consumption rate (OCR) and developmental competence of physiologically mature and in vitro aged oocytes obtained from prepubertal and adult females, supplemented or not with UA were assessed. Additionally, the amount of mRNA of several genes (NFE2L2, NQO1, and mtDN5) and the number of mt-ND5 DNA copies were quantified in cultured GCs from prepubertal and adult females, supplemented or not with UA. Our study confirmed the harmful effect of oocyte aging on the nuclear maturation progression, MMP, developmental competence and gene expression levels. UA treatment during in vitro maturation enhanced (P≤0.05) the maturation rate and subsequent developmental capacity of aged oocytes. A positive effect (P≤0.05) of UA on physiological maturation, MMP and embryonic development was also identified. Additionally, an increase in the basal OCR (more than two-folds) of UA treated COCs compared to control was identified in a preliminary test. UA also interfered on the expression profile of NFE2L2 and NQO1 genes in GCs cultures.Taken together, our findings demonstrate that UA supplementation is an effective way to prevent oocyte aging and improve the subsequent bovine embryonic development. UA may have a potential application in the control of oocyte aging in other species, including humans, specifically to maintain oocyte quality and improve the success rate of human assisted reproductive technologies.
Description: Dissertação de Mestrado em Investigação Biomédica apresentada à Faculdade de Medicina
URI: http://hdl.handle.net/10316/94319
Rights: embargoedAccess
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