Avaliação do efeito protetor do antioxidante astaxantina adicionado no meio de vitrificação de embriões produzidos in vitro de bovino.

Abstract

A criopreservação de embriões bovinos produzidos in vitro, especialmente pela vitrificação, é uma ferramenta amplamente empregada na reprodução animal, porém ainda limitada pelos danos celulares decorrentes do estresse oxidativo induzido durante as etapas de exposição às soluções crioprotetoras e do reaquecimento. O acúmulo de espécies reativas de oxigênio (EROs) compromete a estabilidade das membranas, aumenta a apoptose e reduz a viabilidade pós-aquecimento. Nesse contexto, antioxidantes têm sido investigados como estratégia para mitigar tais efeitos na vitrificação. A astaxantina (ASTX), carotenoide de elevado potencial antioxidante e reconhecida capacidade de estabilização lipídica, apresenta-se como molécula promissora, embora ainda não explorada em protocolos de vitrificação de embriões bovinos. Diante disso, formulou-se a hipótese de que a adição de ASTX ao meio de vitrificação — aplicada exclusivamente durante o curto período de exposição embrionária às soluções crioprotetoras, de aproximadamente 9 minutos — pode reduzir o acúmulo de EROs e a apoptose, resultando em maior sobrevivência e melhor qualidade pós-aquecimento. O objetivo deste estudo foi avaliar diferentes concentrações de ASTX adicionadas ao meio de vitrificação sobre variáveis morfológicas, celulares e moleculares, incluindo taxa de reexpansão, avaliação indireta de EROs, índice apoptótico, expressão de microRNAs e perfil bioquímico por espectroscopia Raman. Os resultados mostraram que houve aumento da expressão relativa de um microRNA (bta-miR-301b) que revelou influência da ASTX sobre vias associadas ao aumento da apoptose, enquanto o perfil bioquímico por espectroscopia Raman demonstrou separação evidente entre os tratamentos. Esses achados contribuem para a compreensão dos efeitos da ASTX na vitrificação e auxiliam no aprimoramento dos protocolos de criopreservação aplicados às biotecnologias da reprodução animal.

The cryopreservation of in vitro–produced bovine embryos, especially by vitrification, is a widely employed tool in animal reproduction; however, it is still limited by cellular damage resulting from oxidative stress induced during exposure to cryoprotective solutions and the warming process. The accumulation of reactive oxygen species (ROS) compromises membrane stability increases apoptosis, and reduces post-warming viability. In this context, antioxidants have been investigated as a strategy to mitigate these effects during vitrification. Astaxanthin (ASTX), a carotenoid with high antioxidant potential and a recognized capacity for lipid stabilization, emerges as a promising molecule, although it has not yet been explored in vitrification protocols for bovine embryos. Therefore, the hypothesis was formulated that the addition of ASTX to the vitrification medium—applied exclusively during the short period of embryonic exposure to cryoprotective solutions, approximately 9 minutes—could reduce ROS accumulation and apoptosis, resulting in higher survival and improved post-warming quality. The objective of this study was to evaluate different concentrations of ASTX added to the vitrification medium on morphological, cellular, and molecular variables, including re-expansion rate, indirect assessment of ROS, apoptotic index, microRNA expression, and biochemical profiling by Raman spectroscopy. The results showed an increase in the relative expression of one microRNA (bta-miR-301b), indicating an influence of ASTX on pathways associated with increased apoptosis, while the biochemical profile obtained by Raman spectroscopy demonstrated clear separation among treatments. These findings contribute to the understanding of the effects of ASTX on vitrification and assist in improving cryopreservation protocols applied to animal reproduction biotechnologies.