Sperm quality and cryopreservation in teleost: effect of seminal plasma component and climate change

Abstract

A seleção de gametas de alta qualidade é um requisito essencial a ser levado em consideração nos programas de reprodução assistida. O desenvolvimento de ferramentas biotecnológicas como a criopreservação de gametas desempenha um papel importante na produção aquícola e na formação de bancos de germoplasma, que posteriormente contribuirão para o melhoramento genético das populações de peixes, principalmente aqueles em perigo e que poderão ser mais afetados pelas mudanças climáticas futuras. Esta tese está sendo implementada no âmbito de um acordo de supervisão conjunta entre a Unesp e a UPV. Na primeira fase desta tese realizada na Unesp, trabalhamos com uma espécie neotropical de grande importância econômica para a região Suramericana. A Segunda fase realizada na UPV trabalhou com a Enguia Europeia (Anguilla angilla), espécie classificada na Lista Vermelha da União Internacional para a Conservação da Natureza (IUCN) como espécie “criticamente ameaçada”. Na primeira fase, buscamos caracterizar a composição bioquímica do plasma e as características seminais da espécie. Avaliamos as possíveis relações entre esses parâmetros. Na composição do plasma seminal, observamos principalmente íons sódio (Na+) e dentro dos componentes orgânicos, destacaram-se proteínas totais e glicose. A análise de componentes principais (PCA) demonstrou que a motilidade teve forte correlação positiva com o tempo de motilidade, concentração espermática e proteína total. Essas análises serviram de base para a criação de uma solução diluente utilizada posteriormente na substância crioprotetora. Em seguida, foi determinada a influência do plasma seminal como constituinte da solução crioprotetora na criopreservação do sêmen de P. reticulatum. Foram utilizados três tratamentos: glicose 5% + metanol 10% (T1), plasma seminal natural 30% (T2) e plasma seminal artificial 30% foram adicionados a este crioprotetor com base nos resultados dos componentes bioquímicos do plasma determinados. espécie no experimento anterior (T3). Parâmetros de motilidade espermática, capacidade de fertilização do sêmen criopreservado, bem como a fragmentação do DNA foram avaliados. O tratamento T1 resultou nos melhores valores de motilidade seguido do T2, sendo que a capacidade de fertilização desses dois tratamentos foi semelhante ao controle, porém, o tratamento T2 apresentou menos danos ao DNA. A PCA demonstrou que T1 teve uma melhor associação com fertilidade e motilidade total e progressiva. Avaliamos ainda, as estruturas das subpopulações espermáticas em cada um dos tratamentos utilizados. Por meio da análise multivariada em duas etapas, determinados três subpopulações espermáticas no sêmen criopreservado da espécie, SP1 (linear rápido), SP2 (não linear rápido) e SP3 (linear lento). O T1 apresentou maior percentual de SP1, sendo confirmado pela eficácia em proteger as células deste tratamento no processo de criopreservação da espécie. Na segunda fase foi realizada na UPV, objetivamos determinar o efeito da temperatura e do pH da água do mar na motilidade espermática da Enguia europeia. O baixo pH da água do mar (6.5-7.4) diminuiu a motilidade dos espermatozoides da enguia em comparação com o controle (pH= 8.2). Quando estudamos o efeito combinado do pH do plasma seminal artificial e do pH do ASW (7.8 e 8.2), não encontramos diferenças na motilidade e cinética espermática em relação ao pH do plasma seminal artificial, mas sim no pH da água do mar. Maiores valores de motilidade total (MOT), FA e ME foram ncontrados em pH 8.2 do que em pH 7.8. Em contraste, a temperatura da água do mar não afetou os parâmetros de motilidade espermática ou longevidade espermática. Para estudar o efeito da interação entre a temperatura da água do mar e o pH na motilidade espermática, foram testadas duas temperaturas: 4 e 24 ºC, e dois pHs: 7.8 e 8.2. Houve diferenças significativas entre temperatura e pH em vários parâmetros cinéticos, como MP, VCL, VSL, VAP, ME e SL, onde os menores valores para MP, VCL, VSL e VAP foram observados em amostras ativadas em baixa temperatura e pH baixo (4 ºC, pH 7.8). Nossos resultados sugerem que a acidificação da água do mar, mas não as temperaturas mais altas, pode afetar a motilidade espermática no contexto das mudanças climáticas.