Retinoides en el desarrollo embrionario bovino in vitro

Abstract

La alta efectividad de las técnicas de producción de embriones in vitro en bovino ha convertido esta especie ganadera en un modelo de estudio del desarrollo embrionario en mamíferos. La biotecnología reproductiva ha avanzado de modo notable desde sus comienzos, ya a mediados del siglo XX se establecieron los mecanismos básicos de la fecundación y de la capacitación del semen; abriendo de esta manera nuevas perspectivas para la fecundación in vitro en mamíferos. Sin embargo, los embriones producidos in vitro (PIV) muestran características morfológicas y funcionales distintas a los embriones que se obtienen in vivo. Los blastocistos bovinos PIV contienen menos células totales y en la masa celular interna (MCI) que los producidos in vivo. El número de células es un indicador de la viabilidad del embrión cuyo valor cambia en función del medio de cultivo utilizado. El grado de expresión de un número elevado de genes, la actividad metabólica y los índices de desarrollo registran análogas variaciones. El papel del ácido retinoico (AR) en estadios tempranos del desarrollo embrionario bovino es controvertido, aunque hay evidencias de sus efectos beneficiosos en la PIV de embriones. Existen dos tipos de receptores nucleares para el AR, los receptores de ácido retinoico (RAR) que son activados por all trans AR (ATRA) y por 9cis AR, y los receptores X de retinoico (RXR), activados sólo por 9 cis AR. Cada uno de estos receptores comprende tres subtipos α, β y γ. Estos receptores pueden formar heterodímeros con miembros de la superfamilia Esteroide-Tiroide-Retinoide, a la cual pertenecen, y con otros receptores nucleares. Los heterodímeros, que pueden formarse en respuesta a la activación por ligando, son capaces de unirse a secuencias específicas de ADN denominadas elementos de respuesta al AR (RARE; retinoic acid response elements). La unión a estas secuencias permite regular la expresión génica de genes retinoicodependientes. El objetivo de la presente memoria de tesis es el estudio de los retinoides en el desarrollo embrionario bovino in vitro; tanto sobre el ovocito, como durante la transición del estadio de mórula al de blastocisto. El primer objetivo planteado fue estudiar la influencia del AR sobre la calidad del ovocito en la maduración in vitro. Se observó que la presencia de AR aumentó la cantidad de ARNm poliA en los ovocitos, lo que se asocia a una mayor estabilidad de los ARNm almacenados y a un incremento en la capacidad de desarrollo del ovocito. Por otra parte, la presencia de AR no alteró la expresión de genes implicados en la regulación del ciclo celular (ciclina B1 y H1) y en la defensa antioxidativa (Mn superóxido dismutasa y glucosa 6 fosfato deshidrogenasa). La conversión de retinol o vitamina A (precursor metabólico del AR) a AR es crucial durante el desarrollo, aunque su efecto no se ha estudiado durante la formación del blastocisto bovino. El segundo y tercer trabajos que componen esta memoria de tesis se han centrado en el efecto de los retinoides en la blastulación, evaluando la importancia de los retinoides endógenos presentes en el embrión de forma fisiológica, y el efecto de agonistas específicos de los receptores RXR y RAR durante la transición de mórula a blastocisto. Entre los resultados obtenidos, cabe destacar que tanto la proliferación celular en la MCI y en el trofectodermo, como la actividad apoptótica (niveles de expresión del gen Bax y recuento de núcleos positivos al test TUNEL con características histológicas propias de la apoptósis) y la expresión de genes clave en el control del ciclo celular (p53, p66) resultaron afectados por los tratamientos con agonistas de RXR y RAR, así como por el tiempo de exposición al AR durante el cultivo in vitro. El uso de retinoides durante la maduración del ovocito y el periodo preimplantacional, abre una nueva vía para la regulación de la proliferación celular en el embrión bovino. La distribución celular entre el trofectodermo y la MCI del blastocisto también puede ser controlada por derivados de la vitamina A. Estos hallazgos señalan a los retinoides como factores implicados en la mejora de la calidad del embrión bovino producido in vitro, llevando así a favorecer tanto el establecimiento de gestaciones tras la transferencia embrionaria a receptoras, como la obtención de células troncales embrionarias a partir de la MCI.