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Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-
Carnitina
Natalia Jaramillo Bolívar
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de ciencias, Escuela de Biociencias
Medellín, Colombia
2018
Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-
Carnitina
Natalia Jaramillo Bolívar
Trabajo de investigación presentado como requisito parcial para optar al título de:
Magister en Ciencias-Biotecnología
Director (a):
(Biol., MSc, Ph.D) Neil Aldrin Vásquez Araque
Línea de Investigación:
Reproducción
Grupo de Investigación:
Biotecnología Animal
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de ciencias, Escuela de Biociencias
Medellín, Colombia
2018
A la vida, porque a pesar de todo sigue siendo bella.
Agradecimientos
A Dios, a mi familia y a mis amigos.
A todos aquellos compañeros y profesores que hicieron parte de este proceso de
formación. En especial al profesor Neil Vásquez que a pesar de las dificultades
me ha apoyado y acompañado.
A mis compañeros de laboratorio, por su valiosa colaboración sin la cual no
hubiese sido posible la realización de este trabajo.
Al grupo de Biotecnología Animal y al laboratorio de genética por proporcionar la
infraestructura necesaria para la realización de este trabajo.
A la planta de beneficio de Copacabana, por su colaboración en el aporte del
Material biológico.
Resumen y Abstract I
Resumen
La L-Carnitina (L-C) es una molécula con una reconocida función en el metabolismo
lipídico y con propiedades antioxidantes, lo que la convierte en un potencial suplemento
para estudiar en sistemas celulares con alteraciones en el metabolismo lipíco y en la
generación de especies reactivas de oxígeno (EROs). El objetivo de este trabajo fue
evaluar el efecto de la L-C durante la maduración in vitro (MIV) de ovocitos bovinos sobre
diferentes parámetros asociados a la calidad de este. Los complejos ovocito cúmulo
(CCOs) fueron madurados por 24 horas con o sin L-C (3.8 mM). Se determinó la
cantidad de lípidos con Rojo Nilo, la actividad mitocondrial con Mitotracker green, los
niveles de EROs con diclorofluoresceina diacetato H2DCFDA y la cantidad de glutatión
reducido (GSH) con Monochlorobimane (mBCI); la intensidad de fluorescencia (IF) fue
normalizada con la media del grupo control. Se corroboró la expresión de los transcriptos
CPT1A, CPT1B y CPT2, por RT-PCR a partir del RNA extraido de los ovocitos MIV. Para
evaluar el efecto de la L-C sobre el desarrollo embrionario, los CCOs maduros fueron
fertilizados y cultivados por 8 días; se determinó %clivaje y %blastocistos. Los datos
fueron analizados por ANOVA y las medias comparadas por test de Tukey. En este
trabajo se corroboró la presencia de CPT1A, CPT1B y CPT2, y se encontró que los
ovocitos madurados con L-C disminuyeron en 8.1% la cantidad relativa de lípidos y en
41.6% la de EROs, aumentaron en un 160% la actividad mitocondrial y en 10% el
porcentaje de blastocistos al día 7, pero no se encontró efecto sobre la cantidad de GSH.
En conclusión, con base en estos hallazgos se postula la L-Carnitina como un
suplemento durante la maduración del ovocito de bovino para mejorar su calidad y
competencia para el desarrollo embrionario.
Palabras clave: Biotecnología, Metabolismo, fluorocromo, β-oxidación.
II Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina.
Abstract
L-Carnitine (L-C) is a molecule with a recognized function in lipid metabolism and
with antioxidant properties, which makes it a potential supplement to study in
cellular systems with alterations in lipid metabolism and in the generation of
reactive species of oxygen (EROs). The objective of this work was to evaluate the
effect of L-C during the in vitro maturation (IVM) of bovine oocytes on different
parameters associated with the quality of this. The oocyte cumulus complexes
(CCOs) were matured for 24 hours with or without L-C (3.8 mM). The amount of
lipids with Nile Red, the mitochondrial activity with Mitotracker green, the levels of
EROs with dichlorofluorescein diacetate H2DCFDA and the amount of reduced
glutathione (GSH) with Monochlorobimane (mBCI); the fluorescence intensity (IF)
was normalized with the mean of the control group. The expression of the CPT1A,
CPT1B and CPT2 transcripts was corroborated by RT-PCR from the RNA
extracted from the MIV oocytes. To evaluate the effect of L-C on embryonic
development, mature CCOs were fertilized and cultured for 8 days; % cleavage
and % blastocysts were determined. The data were analyzed by ANOVA and the
means compared by Tukey test. In this work the presence of CPT1A, CPT1B and
CPT2 was corroborated, and it was found that oocytes matured with L-C
decreased in 8.1% the relative amount of lipids and in 41.6% that of EROs,
increased mitochondrial activity by 160% and 10% the percentage of blastocysts
at day 7, but no effect on the amount of GSH was found. In conclusion, based on
these findings, L-Carnitine is postulated as a supplement during the maturation of
the bovine oocyte to improve its quality and competence for embryonic
development.
Keywords: Biotechnology, Metabolism, fluorochrome, β-oxidation.
Contenido III
Contenido
Introducción .................................................................................................................... 4
Capítulo 1: Marco Teórico............................................................................................... 7 1.1 Producción in vitro de embriones ....................................................................... 7
1.1.1 Criterios de calidad para ovocitos y embriones ................................................ 8 1.2 Metabolismo embrionario ................................................................................. 10
1.2.1 Cambios del metabolismo embrionario .......................................................... 10 1.2.2 Influencia del sexo en el metabolismo embrionario ........................................ 12
1.3 Metabolismo lipídico ......................................................................................... 13 1.3.1 Biogénesis de las gotas lipídicas ................................................................... 14 1.3.2 Función de la L-Carnitina en el metabolismo lipidico ..................................... 15
1.4 Función antioxidante de la L-Carnitina ............................................................. 17 1.5 Hipótesis y Objetivos ........................................................................................ 19
1.5.1 Hipótesis ........................................................................................................ 19 1.5.2 Objetivo General ............................................................................................ 19 1.5.3 Objetivos Específicos..................................................................................... 19
Capítulo 2: Determinación del contenido lipídico y la actividad mitocondrial en ovocitos cultivados en presencia de L-Carnitina ........................................................ 21
2.1 Sitio de estudio ................................................................................................. 21 2.2 Obtención de complejos cúmulo ovocito .......................................................... 21 2.3 Maduración in vitro de ovocitos ........................................................................ 22 2.4 Determinación del contenido relativo de lipídos en ovocitos cultivados en presencia de L-Carnitina ............................................................................................. 22 2.5 Determinación de la actividad mitocondrial relativa en ovocitos cultivados en presencia de L-Carnitina ............................................................................................. 23 2.6 Resultados ....................................................................................................... 23 2.7 Discusión ......................................................................................................... 26
Capítulo 3: Expresión de los genes CPT1A, CPT1B y CPT2 ...................................... 29 3.1 Sitio de estudio ................................................................................................. 29 3.2 Obtención complejos cúmulo ovocito y Maduración in vitro de ovocitos ........... 29 3.3 Detección de transcriptos de CPT1A, CPT1B y CPT2 en ovocitos bovinos madurados in vitro .................................................................................................... 29 3.4 Resultados ...................................................................................................... 30 3.5 Discusión ........................................................................................................ 31
Capítulo 4: Evaluación de los niveles relativos de especies reactivas de oxígeno y de Glutation activado en ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina ..... 34
4.1 Sitio de estudio ................................................................................................. 34 4.2 Obtención complejos cúmulo ovocito y Maduración in vitro de ovocitos ........... 34 4.3 Determinación de la cantidad de glutatión activado en ovocitos cultivados en presencia de L-Carnitina ............................................................................................. 34 4.4 Determinación de EROs en ovocitos madurados en presencia de L-Carnitina . 35 4.5 Resultados ....................................................................................................... 35 4.6 Discusión ........................................................................................................ 37
IV Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina.
Capítulo 5: Determinación la competencia para el desarrollo embrionario de
ovocitos bovinos madurados con L-Carnitina .............................................................41 5.1 Sitio de estudio ................................................................................................. 41 5.2 Obtención complejos cúmulo ovocito y Maduración in vitro de ovocitos ............ 41 5.3 Fertilización de ovocitos y cultivo de presuntos embriones ............................... 41 5.4 Resultados ........................................................................................................ 42 5.5 Discusión .......................................................................................................... 44
Conclusiones .................................................................................................................47
Anexos ............................................................................................................................51
A. Tabla: Prueba de comparación de medias por el Test de Tukey para Rojo Nilo y Mitotracker green ...........................................................................................................51
B. Tabla: Descripción de cebadores específicos para amplificación de los transcriptos 51
C. Análisis de Primers .................................................................................................52
D. Tabla: Análisis de varianza-ANOVA para EROs y GSH ........................................56
E. Tabla: Análisis de varianza (ANOVA) para las variables porcentaje de clivaje y de blastocistos ...............................................................................................................57
Bibliografía .....................................................................................................................59
Lista de Figuras
Figura 1. Relación entre el diámetro del ovocito y su capacidad para alcanzar la
maduración nuclear y el desarrollo embrionario después de la fertilización (Tomada de
Blondin et al., 2012). ........................................................................................................ 9
Figura 2. Clasificación morfológica de los complejos ovocito cúmulo de bovino (Tomado
de De Wit et al., 2000). ..................................................................................................... 9
Figura 3. Producción de CO2 con [U_14C Glucosa (Rombos), [1-14 C Piruvato (Cuadrado),
y [1_14C Lactato (Triángulos) en ovocitos inmaduros y en embriones producidos in vitro
en diferentes etapas del desarrollo embrionario (Tomado de Khurana & Niemann, 2000).
....................................................................................................................................... 11
Figura 4. Esquema de las etapas principales de las vías glucolítica/lipogénica y de
las pentosas fosfato en el hígado. La expresión de los enzimas presentes en el
esquema se induce a nivel transcripcional por una dieta rica en carbohidratos.
Activadores conocidos de la transcripción: verde: insulina (mediado por SREBP-1c); azul:
insulina (mediado por SREBP-1c) y glucosa (mediado por ChREBP); rosa: insulina
(mediado por SREBP-1c) y glucosa; amarillo: SREBP-1c. (Tomada de Casado, 2003). 13
Figura 5. Formación de diferentes poblaciones de gotas lipídicas. Existen dos
poblaciones de gotas lipídicas básicas, las más pequeñas son generadas por el retículo
endoplásmico (ER), a partir de los productos enzimáticos de las enzimas ER tales como
diacilglicerol o aciltransferasa 1 (DGAT1) (izquierda). Una segunda población está
conformada por aquellas gotas que pueden adquirir mayor tamaño al tener incorporada
en su membrana la DGAT2 (derecha) capaz de sintetizar triacilgliceroles a partir de
sustratos locales, tales como: diacilglicerol (DAG), ácido graso (FA), ácido lisofosfatídico
(LPA), lisofosfatidilcolina (LPC), fosfatidiletanolamina (LPE), monoacilglicerol (MAG),
ácido fosfatídico (PA), fosfatidilcolina (PC), fosfatidiletanolamina (PE), fosfatidilserina
(PS), fosfatidilinositol (PtdIns). Tomado de Thiam et al., 2013
....................................................................................................................................... 14
Figura 6. Producción de energía a partir de ácidos grasos intracelulares. CPTI: Carnitina
palmitoil transferasa 1; CPTII: Carnitina palmitoil transferasa 2. Modificado de Sutton-
McDowall et al., 2012 ..................................................................................................... 16
Figura 7. Esquema de la β-oxidación y las enzimas involucradas. Tomado de Montjean
et al., 2012 ..................................................................................................................... 17
2 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina.
Introducción
Figura 8. Esquema de la reacción entre DPPH y L-Carnitina. Tomado de Gülҫin, 2006. 18
Figura 9. Reacción propuesta de la quelación de iones ferrosos por L-Carnitina. Tomado
de Gülҫin, 2006. .............................................................................................................. 19
Figura 10. Contenido relativo de gotas lipídicas en ovocitos MIV. Tinción con rojo nilo; (A)
control (100%) y (B) L-Carnitina (91.12%). ...................................................................... 24
Figura 11. Actividad mitocondrial relativa en ovocitos MIV. Tinción con Mitotracker green;
(A) control (100%) y (B) L-Carnitina (260%). ................................................................... 24
Figura 12A. Tinción con Rojo Nilo (Contenido relativo de lípidos) 12B. Mitotracker green
(Actividad mitocondrial relativa). En ovocitos madurados con y sin L-Carnitina *Diferencia
estadística significativa (p<0.05). .................................................................................... 26
Figura 13. Electroforesis de los productos de amplificado por PCR punto final, todos los
valores están dados en pares de bases (pb), MP (Marcador de Peso). .......................... 31
Figura 14. Producción relativa de EROs en ovocitos MIV. Tinción con H2DCFDA; (A)
control (99.99%) y (B) L-Carnitina (41.7%). ..................................................................... 36
Figura 15. Cantidad relativa de GSH en ovocitos MIV. Intensidad de fluorescencia
relativa (A) control (100%) y (B) L-Carnitina (95.3%). ...................................................... 37
Figura 16. Producción relativa de EROs en ovocitos madurados con y sin L-Carnitina.
*Diferencia estadística significativa (p<0.05). .................................................................. 37
Figura 17. Parametros evaluados de desarrollo embrionario *Diferencia estadística
significativa (p<0.05). ...................................................................................................... 44
Figura 18. Biogénesis y expansión de las gotas lipídicas. Modificado de Thiam et al.,
2013. ............................................................................................................................... 48
Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo embrionario
de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina 3
Lista de Tablas
Tabla 1. Categorías de complejos cúmulo ovocito para procesos de fertilización In vitro
de embriones (FIV). ........................................................................................................ 22
Tabla 2. Parámetros estadísticos para la intensidad de fluorescencia con rojo nilo y Mito
tracker. ........................................................................................................................... 25
Tabla 3. Análisis de varianza (ANOVA) para las tinciones con rojo nilo y mitotracker .... 25
Tabla 4. Parámetros estadísticos intensidad de fluorescencia por tratamiento............... 36
Tabla 5. Prueba de comparación de medias por el Test de Tukey para EROs y GSH. .. 36
Tabla 6. Parámetros estadísticos de desarrollo embrionario .......................................... 42
Tabla 7. Prueba de comparación de medias por el Test de Tukey para los parámetros de
desarrollo. ...................................................................................................................... 43
4 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina.
Introducción
Introducción
La L-Carnitina (3-hidroxi-4-trimetilaminobutirato) es una amina cuaternaria
sintetizada en el hígado, los riñones y el cerebro a partir de los aminoácidos lisina
y metionina, por su actividad biológica ha sido estudiada más enfáticamente en el
campo de la medicina (Pekala et al., 2011). A finales de los años cincuenta se
descubrió su papel en la fisiología de las células de mamíferos y desde entonces
se ha relacionado con procesos diferentes a la β- oxidación de ácidos grasos
como el metabolismo de cuerpos cetónicos, el desarrollo de las espermátides, la
contracción y protección del miocardio, entre muchos otros (Landazuri et al.,
2000). Se han encontrado tres isoformas de sus transportadores a través de la
membrana celular, OCTN1 (SLC22A4) y OCTN2 (SLC22A5) en seres humanos y
animales, y Octn3 (Slc22a21) exclusivo de ratones; mutaciones en estos genes
han sido asociadas con una serie de síntomas, incluyendo cardiomiopatía,
debilidad del músculo esquelético, hígado graso e infertilidad masculina (Tamai,
2013).
Los sistemas de PIVE, presentan dos grandes dificultades, la primera asociada
con bajos porcentajes de blastocistos, indicador que ha conducido a la búsqueda
de estrategias para mejorar la eficiencia y calidad de embriones bovinos. La
segunda con la baja viabilidad y tasa de preñez de embriones sometidos a la
criopreservación (Block et al., 2011). Es necesario suplir estas deficiencias en la
Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo embrionario
de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina 5
PIVE y aumentar las cifras de productos finales, así que se deben plantear
modificaciones como la suplementación de moduladores metabólicos en los
medios de cultivo, tanto en la maduración in vitro como en el desarrollo
embrionario (Ideta et al., 2013). La composición de ácidos grasos en ovocitos
bovinos es relevante para su competencia y puede desempeñar un papel
importante en la prevención de los daños relacionados con la crioconservación
(Sánchez-Lazo et al., 2014), para reducir la concentración de gotas lipídicas en el
citoplasma de los embriones bovinos es necesario retirar el suplemento de suero
bovino fetal (SBF) de los medios de cultivo (George et al., 2008), y evaluar otras
alternativas, tales como activadores del metabolismo.
Entre los moduladores del metabolismo más utilizados está el Forskolin (Thomas
et al., 2004), la insulina (Vasquez-Araque et al., 2014a), y la L-Carnitina. Esta
última es requerida durante la oxidación de lípidos, para el transporte de ácidos
grasos desde el citosol al interior de las mitocondrias para la generación de
energía. La L-Carnitina ejerce un importante efecto antioxidante y anti-apoptótico,
proporcionando múltiples mecanismos de protección celular al ovocito y al
embrión en desarrollo (Abdelrazik & Agarwal, 2008).
En Latinoamérica, es Brasil el mayor productor de conocimiento científico en el
campo de la PIVE, en el 2011 Sudano y su equipo de investigadores plantearon
la relación existente entre la concentración del contenido de gotas lipídicas con la
susceptibilidad a la criopreservación y la apoptosis de embriones bovinos
producidos in vitro.
En Colombia, particularmente en Antioquia, se ha liderado la investigación
relacionada con la modulación de la maduración del ovocito buscando mejorar la
competencia para el desarrollo, para lo cual se han evaluado suplementos
antioxidantes (Vásquez-Araque et al., 2014b, c, d), energéticos (Gómez et al.,
2014) y hormonales (Vásquez-Araque et al., 2014a), en los que se ha
determinado que la suplementación en el medio de cultivo con fructosa a 5.6 mM
mejora la cinética de desarrollo y la producción de embriones in vitro, con glucosa
a 2.5 mM e ITS se favorece el porcentaje de blastocistos, la adición del
antioxidante ácido ascórbico a 100 µM mejora el potencial para el desarrollo
embrionario, disminuye la producción de especies reactivas de oxígeno y
aumenta la abundancia relativa de los transcriptos Bmp15, Gdf9 y Jy1 (genes
relacionados con calidad del ovocito).
6 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina.
Introducción
Por estas y otras razones los objetivos de este trabajo fueron evaluar el efecto del
suplemento L-Carnitina durante la maduración in vitro de ovocitos bovinos sobre
diferentes parámetros metabólicos (el contenido lipídico, la actividad mitocondrial
y expresión de los genes cpt1A, cpt1B y cpt2, relacionados con el transporte de la
aciL-Carnitina), antioxidantes (niveles de producción de especies reactivas de
oxígeno y de Glutation) y el porcentaje de desarrollo embrionario.
Capítulo 1: Marco Teórico
1.1 Producción in vitro de embriones
La producción in vitro de embriones (PIVE), se ha fortalecido como una de las
técnicas en nuestro medio para el mejoramiento genético en bovinos; sin
embargo, la tasa de producción es menor que la obtenida con los procesos in vivo
(Rizos et al., 2003). Se ha demostrado que varios factores pueden influir en esta
respuesta, entre las cuales se puede resaltar el metabolismo embrionario
(Khurana & Niemann, 2000). Adicional a los carbohidratos, el metabolismo lipídico
es esencial para la calidad del ovocito y el desarrollo embrionario; no obstante, la
acumulación de lípidos en su forma neutra, triacilgliceroles, tiene efectos
deletéreos para varios parámetros embrionarios, tales como la eficiencia (Jeong
et al., 2009) y criotolerancia de los embriones (Abe et al., 2002).
Lo anterior ha conducido a la disminución del suplemento suero bovino fetal en el
medio de cultivo (Crocco et al., 2013) y el uso de agentes que pueden regular el
metabolismo, como el suplemento Insulina- Transferrina – Selenio, ITS (Tsujii et
al., 2002, Vasquez-Araque et al., 2014a), o la adición de carbohidratos como la
fructosa, que indirectamente disminuyen la formación de gotas lipídicas (Barcelo-
Fimbres & Seidel, 2007).
Actualmente se ha planteado el uso de moduladores del metabolismo lipídico,
como la L-Carnitina, un transportador de ácidos grasos de cadena larga al interior
de la mitocondria, en donde se lleva a cabo la β-oxidación, y de esta manera
podría disminuir la formación de gotas lipídicas. Durante la maduración in vivo, el
ambiente folicular presenta L-Carnitina, y en los procesos de producción in vitro
se carece de esta, sugiriendo estudios en el que la L-Carnitina sea adicionada
durante la PIVE.
En la búsqueda de condiciones óptimas para la producción in vitro de embriones
(PIVE) bovinos, se han descrito diferentes herramientas con el fin de mejorar la
calidad del embrión. Entre las más utilizadas están la cinética de desarrollo, la
8 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
Título de la tesis o trabajo de investigación
morfología embrionaria, el número total de células, la viabilidad celular e índice de
apoptosis, indicadores metabólicos, la abundancia relativa de transcriptos y su
capacidad para tolerar la criopreservación. Pero, el criterio más acertado sería la
tasa de preñez y el nacimiento de individuos vivos, pero estos últimos requieren
mucho tiempo y recursos (Augustin et al., 2003). A pesar de las bondades que
representa la PIVE en la ganadería no solo de bovinos, sino también de otras
especies promisorias, se han reportado algunas dificultades tales como la baja
eficiencia y calidad de la producción de embriones, la cual se refleja en una baja
tasa de preñez (Block et al., 2011). Debido a esto, varios estudios han planteado
modificaciones de las condiciones y los medios usados para maduración,
fertilización y desarrollo embrionario, mejorando los sistemas de PIVE (Rizos et
al., 2003).
1.1.1 Criterios de calidad para ovocitos y embriones
En el ovario, el ovocito se encuentra en un bloqueo meiótico (profase I, etapa de
vesícula germinal-GV) por muchos meses o años hasta que ellos son ovulados o
se degeneran. La maduración del ovocito es iniciada durante el crecimiento
folicular y es completada por el pico preovulatorio de la hormona lueinizante (LH),
el cual induce la ovulación. Esta maduración del ovocito es un largo proceso
durante el cual adquiere la habilidad intrínseca para progresar a eventos
posteriores como son, la fertilización y el desarrollo embrionario (Ferreira et al.,
2009), que a su vez está relacionada con el diámetro del ovocito (figura 1) (Fair,
2003, Blondin et al., 2012).
En los procesos de producción in vitro de embriones (PIVE) en bovinos, se tienen
en cuenta los parámetros de morfología de los complejos ovocito cúmulo (CCOs),
tales como, número de capas de células de la granulosa que rodean al ovocito y
la calidad del citoplasma (figura 2). Estas características morfológicas están
directamente implicadas en la eficiencia de diferentes procesos reproductivos,
tales como el porcentaje de maduración nuclear del ovocito, determinado por la
expulsión del primer cuerpo polar o metafase II (Stojkovic et al., 2001), como
también el potencial para el desarrollo embrionario (Bilodeau-Goeseels & Panich,
2012). El tipo de CCOs no sólo afecta la eficiencia en la producción de
embriones, sino también la cinética de desarrollo embrionario, en donde se ha
reportado una relación entre el porcentaje de clivaje a las 48 horas de cultivo
9
(horas pos-inseminación, h.p.i) y la formación de estructuras embrionarias como
mórulas y blastocistos (Stojkovic et al., 2001).
Figura 1. Relación entre el diámetro del ovocito y su capacidad para alcanzar la maduración
nuclear y el desarrollo embrionario después de la fertilización (Tomada de Blondin et al., 2012).
Figura 2. Clasificación morfológica de los complejos ovocito cúmulo de bovino (Tomado de De
Wit et al., 2000).
Otro parámetro asociado a la calidad embrionaria es la cantidad de células
totales, y se ha encontrado una relación entre la cantidad de células totales y el
origen del embrión, in vivo, in vitro y clonado, presentando este último, la menor
cantidad de células (Ushijima et al., 2008). Principalmente, ha sido de mayor
relevancia la cantidad de células de la masa celular interna (MCI) del embrión en
10 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
Título de la tesis o trabajo de investigación
la etapa de blastocisto (Coelho et al., 2014) y un bajo número de células de la
MCI se han asociado con una baja calidad del embrión y un mayor índice de
apoptosis (Leidenfrost et al., 2011). De esta manera, se han evaluado diferentes
suplementos de cultivo que pueden favorecer la proliferación celular y aumentar
el número de células totales, pero no mejora la relación MCI con las células del
trofoectodermo (TE) (Fouladi-Nashta et al., 2005). Aunque, suplementos como la
insulina (Augustin et al., 2003), el factor de crecimiento insulinoide tipo I (IGF-I)
(Ta-Chin et al., 2003) y el fluido folicular (Coelho et al., 2014) presentan un efecto
benéfico sobre la cantidad de células MCI.
1.2 Metabolismo embrionario
1.2.1 Cambios del metabolismo embrionario
Inicialmente los embriones bovinos comienzan a metabolizar en mayor proporción
el lactato y piruvato en las primeras fases de división, pero a medida que se
avanza en el desarrollo es necesario el consumo de glucosa a partir del estadio
de 2 células e incrementando su metabolismo en el estadio de 8-16 células y un
aumento significativo en el proceso de expansión del blastocisto. Este incremento
del uso de la glucosa está relacionado con la producción de ATP, que responde a
los procesos de activación del genoma embrionario, compactación y formación
del blastocele (Garcia et al., 2012) y se da gradualmente junto con el metabolismo
de otras fuentes de carbohidratos, como el piruvato y el lactato (Figura 3)
(Khurana & Niemann, 2000).
En los primeros estadios de desarrollo, el piruvato y el lactato son fuentes
principales de energía para el embrión, mientras que él metabolismo de la
glucosa es mínimo. Luego a partir del estadio de 8-16 células hasta la etapa de
blastocisto, el metabolismo embrionario aumenta y la glucosa pasa a ser parte
fundamental para su desarrollo, esta se metaboliza principalmente por la vía de la
glucolisis (Khurana & Niemann, 2000; Camargo et al., 2008). Adicionalmente la
glucosa interviene en la síntesis de ribosa y NADPH, a través de la vía de las
pentosas fosfato, mientras que la glucólisis genera piruvato, que es transformado
en Acetil-CoA e ingresa al ciclo de Krebs (Swain et al., 2002).
11
Figura 3. Producción de CO2 con [U_
14C Glucosa (Rombos), [1-
14 C Piruvato (Cuadrado), y
[1_14
C Lactato (Triángulos) en ovocitos inmaduros y en embriones producidos in vitro en diferentes etapas del desarrollo embrionario (Tomado de Khurana & Niemann, 2000).
Durante el metabolismo embrionario, uno de los suplementos más estudiados ha
sido la glucosa, la cual juega un papel diferenciador en las etapas del desarrollo
embrionario, no solo cumpliendo un papel energético en el embrión, sino también
participando en la síntesis de biomoléculas y en la activación de genes
lipogénicos (Kabashima et al., 2003). Sin embargo, el uso de la glucosa en los
medios de cultivo ha sido muy debatido debido a que su uso en altas
concentraciones genera un freno en el desarrollo embrionario, motivo por el cual
se han utilizado otras fuentes energéticas para la suplementación en los medios
de cultivo como la fructosa, otro monosacárido que es capaz de entrar a la vía
glucolítica (Kimura et al., 2005).
Barcelo-Fimbres y Seidel en el 2007, comprobaron que cuando se usa ambas
fuentes energéticas (glucosa o fructosa) en concentraciones inferiores 0,5 mM no
hay diferencia significativa en clivajes de 8 células, debido a que su desarrollo no
depende de ambas fuentes energéticas, adicionalmente la fructosa mostró
mejores resultados frente a la glucosa cuando se usa en concentraciones de (5,4
mM) en el porcentaje de blastocistos obtenidos y con una menor cantidad de
gotas lipídicas.
Las gotas lipídicas (Lipid Droplets, LD) son orgánulos intracelulares de
almacenaje de lípidos neutros (diacilglicerol, triacilgliceridos, esteres de retinol,
12 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
Título de la tesis o trabajo de investigación
esteres de colesterol y colesterol libre), complejos y dinámicos (González-Muñoz;
2007); que constituyen la principal reserva energética para el ovocito y el
embrión. La generación de ATP a partir de lípidos se lleva a cabo dentro de la
mitocondria a través de la β-oxidación de los ácidos grasos; la inhibición de la β-
oxidación durante la maduración de ovocitos deteriora el desarrollo posterior a
blastocisto y por el contrario la suplementación con L-Carnitina aumenta la β-
oxidación, mejora la competencia para el desarrollo en ausencia de carbohidratos
como fuente energética y aumenta significativamente el clivaje. Por lo tanto, la L-
Carnitina es un cofactor importante para el ovocito y el desarrollo embrionario
(Dunning et al., 2010).
1.2.2 Influencia del sexo en el metabolismo embrionario
La proporción de embriones producidos in vitro, es a favor de los machos y ha
sido asociada a la presencia de la glucosa en los medios de cultivo (Camargo;
2012). Uno los principales hallazgos, postula que el gen glucosa 6 fosfato
deshidrogenasa, el cual es clave para la vía de las pentosas fosfato, se encuentra
ubicado en el cromosoma X. Además, los embriones hembras cultivados in vitro
tiene una cantidad doble de esta enzima en comparación con los machos, esto se
debe posiblemente a la no inactivación oportuna de uno de sus dos cromosomas
X, por lo cual, a nivel in vitro la actividad de la enzima se ha encontrado
cuadriplicada con respecto a la misma vía en embriones machos (Camargo et al.,
2008).
Por otro lado, el desbalance para la expresión de la enzima no se encontró en
embriones hembras y machos in vivo (Wrenzycki et al., 2002). Se ha encontrado
un menor porcentaje de blastocistos cuando utilizaron la glucosa a una
concentración de 4 mM con respecto a una concentración de 2.5 mM. También se
encontró un aumento en la cantidad de machos bovinos en el día 8 de desarrollo,
aun así, otras fuentes energéticas como la fructosa a concentraciones de 2.5 mM
y 5.6 mM no tienen efectos adversos en el desarrollo y no distorsiona la
proporción de sexos.
La diferencia entre estas dos fuentes energéticas con respecto a la proporción de
sexos puede estar relacionada con el metabolismo de cada una, la fructosa se
convierte en fructosa 6 fosfato e ingresa a glucolisis, mientras que la glucosa
ingresa a glucolisis se convierte a glucosa 6 fosfato y por la enzima glucosa 6
fosfato deshidrogenasa asociada a la vía de las pentosas fosfato (Kimura et al.,
13
2005), genera xilulosa 5 fosfato (Xu 5p), lo que resulta en la activación de
proteínas fosfatasa 2 (PP2A) que a su vez activa el factor de transcripción
ChREBP y aumenta la transcripción de genes lipogénicos para la síntesis de
ácidos grasos (Kabashima et al.,2003) (figura 4).
Figura 4. Esquema de las etapas principales de las vías glucolítica/lipogénica y de las pentosas fosfato en el hígado. La expresión de los enzimas presentes en el esquema se induce a nivel transcripcional por una dieta rica en carbohidratos. Activadores conocidos de la transcripción: verde: insulina (mediado por SREBP-1c); azul: insulina (mediado por SREBP-1c) y glucosa (mediado por ChREBP); rosa: insulina (mediado por SREBP-1c) y glucosa; amarillo: SREBP-1c. (Tomada de Casado, 2003).
1.3 Metabolismo lipídico
Entre las moléculas energéticas, los ácidos grasos son fundamentales para el
metabolismo embrionario y se encuentran almacenadas como triacilgliceroles
(TAG) (también denominados lípidos neutros). La fuente principal de estos ácidos
grasos son los TAG, provenientes de lipoproteínas como la lipoproteína de baja
14 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
Título de la tesis o trabajo de investigación
densidad (Low Density Lipoprotein, LDL) o de gotas lipídicas de origen
intracelular o exógeno (Sánchez-Lazo et al., 2014). Particularmente estas gotas
lipídicas están compuestas de triacilgliceroles y la alta proporción de gotas
lipídicas (LD) se han asociado con efectos deletéreos en diferentes procesos
biotecnológicos como son el freno del desarrollo embrionario y la baja
criotolerancia, lo que ha conducido a un mayor interés en estudios sobre la
biogénesis y metabolismo de estas estructuras. Sin embargo, la β-oxidación es
esecial para el desarrollo embrionario, lo que se ha demostrado al agragar al
medio de cultivo etomoxir un inhibir de la CTP1 enzima fundamental para el
ingreso de los grupos aciL-Carnitina al interior mitocondrial (Dunning et al., 2010,
Sanchez-Lazo et al., 2014).
1.3.1 Biogénesis de las gotas lipídicas
Para la biogénesis de las gotas lipídicas se han descrito dos enzimas, la
diacilglicerol aciltransferasa 1 (DGAT1) y 2 (DGAT2), responsables de la
transferencia de un ácido graso al diacilgliceriol, generando el TAG. Ambas
enzimas se localizan en el retículo endoplasmático (ER), pero la isoforma 2
también se encuentra en las membranas de mitocondrias y de gotas lipídicas, lo
que le confiere la capacidad de seguir incorporando ácidos grasos y así aumentar
su tamaño (figura 5) (McFie et al., 2011).
Figura 5. Formación de diferentes poblaciones de gotas lipídicas. Existen dos poblaciones de
gotas lipídicas básicas, las más pequeñas son generadas por el retículo endoplásmico (ER), a partir de los productos enzimáticos de las enzimas ER tales como diacilglicerol o aciltransferasa 1
15
(DGAT1) (izquierda). Una segunda población está conformada por aquellas gotas que pueden adquirir mayor tamaño al tener incorporada en su membrana la DGAT2 (derecha) capaz de sintetizar triacilgliceroles a partir de sustratos locales, tales como: diacilglicerol (DAG), ácido graso (FA), ácido lisofosfatídico (LPA), lisofosfatidilcolina (LPC), fosfatidiletanolamina (LPE), monoacilglicerol (MAG), ácido fosfatídico (PA), fosfatidilcolina (PC), fosfatidiletanolamina (PE), fosfatidilserina (PS), fosfatidilinositol (PtdIns). Tomado de Thiam et al.,
2013
1.3.2 Función de la L-Carnitina en el metabolismo lipidico
El metabolismo de los ácidos grasos en las celulas del cumulus es importante
para mantener la homeostasis metabólica y puede influir en la progresión de la
meiosis y la supervivencia de los ovocitos (Sanchez-Laso et al., 2014). Además,
las células de la granulosa durante la maduración in vitro, participan en la
regulación de la orientación metabolica lipídica (síntesis de ácidos grasos y
lipólisis) para suministrar energía al ovocito, y se ha demostrado una mayor
actividad de la lipasa sensible a hormonas (HSL) en el ovocito cuando es
madurado en presencia de células del cúmulo (Auclair et al., 2013), lo cual podría
potenciar la actividad lipolítica en el ovocito, ya que la lipólisis de las LD en
adipocitos, se da inicialmente por la lipasa de triglicéridos adiposos (ATGL) que
cataliza el primer paso de la lipólisis, conduciendo a la liberación de ácidos grasos
libres (FA) y de 1,3-diacylglycerol (DAG). La lipasa sensible a las hormonas
(HSL), asociada a las gotas lipídicas, hidrólisa DAG en ácidos grasos libres y
monoacilglicerol (MAG), el cual es hidrolizado a ácidos grasos libres y glicerol por
MAG lipasa (MGL), que es soluble en el citosol (Thiam et al., 2013).
Estos ácidos grasos libres de cadena larga, son activados por la Acil-coA sintasa
al unirles un grupo CoA, generando Acil-CoA, los cuales tomara la enzima
carnitina palmitoiltransferasa isoforma 1 (CPT1) que se encuentra anclada a la
membrana mitocondrial externa y los une a moléculas de L-Carnitina formando
Acil-Carnitina+CoA, lo que permite su translocación al interior mitocondrial, donde
la CPT2 escinde la carnitina y forma grupos Acil-CoA, los cuales a través de la β-
oxidación generan acetil-CoA, sustrato para el ciclo del ácido tricarboxilico,
produciendo los equivalentes reductores NADH H+, FADH2, que a su vez, por
fosforilación oxidativa generan energía en forma de ATP (figura 6) (Indiveri et al.,
2011; Sutton-McDowall et al., 2012).
La β-oxidación (figura 7) es fundamental para el desarrollo embrionario,
demostrado mediante el uso de inhibidores de CPT1 donde se disminuye la
eficiencia de desarrollo (Sanchez-Lazo et al., 2014). Adicionalmente el
16 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
Título de la tesis o trabajo de investigación
suplemento de L-Carnitina al medio de cultivo tiene diferentes efectos, como son
la disminución de gotas lipídicas (Dunning & Robker, 2012) y de especies
reactivas de oxígeno (Mishra et al., 2016a) por sus propiedades antioxidantes
(Gülҫin, 2006), aumento de la actividad mitocontrial (Mishra et al., 2016a),
aumento de la actividad de la enzima CPT1a (Shin et al., 2006), y dependiendo
de la concentración y el tiempo de cultivo, el desarrollo embrionario (Moreira et
al., 2015). Phongnimitr en el 2013 evalúo la adición de L-C a 0.0, 0.3, 0.6 y1.2
mg/ml en el medio de MIV, FIV y CIV encontrando solo efecto en la MIV a la
concentración de 0,6 mg/ml la cual presenta mayores tasas de maduración
nuclear y posterior desarrollo embrionario, por esta razón dicha concentración
(equivalente a 3,8 mM) fue elegida para trabajar en esta investigación.
Varios estudios han reportado los niveles de L-Carnitina en diferentes fluidos
corporales tales como suero sanguíneo de 10 a 70 µmol/L (Warshaw & Curry,
1980), leche 0.32 mM/L (Harmeyer, 2003) y en el líquido folicular que es
altamente variable va desde 0.6 μmol/L a 45.8 μmol/L. (Montjean et al., 2012), sin
embargo, el medio de cultivo utilizado para la maduración in vitro de ovocitos no
contiene L-Carnitina (M199-Gibco 12340), lo que hace necesario su adición en
este proceso y su evaluación en diferentes procesos reproductivos. Como lo son:
el contenido de lípidos en ovocitos, la producción embrionaria y la variación en la
abundancia relativa de los transcriptos implicados en el metabolismo lipídico,
entre muchos otros relacionados.
Figura 6. Producción de energía a partir de ácidos grasos intracelulares. CPTI: Carnitina palmitoil
transferasa 1; CPTII: Carnitina palmitoil transferasa 2. Modificado de Sutton-McDowall et al., 2012
17
Figura 7. Esquema de la β-oxidación y las enzimas involucradas. Tomado de Montjean et al.,
2012
1.4 Función antioxidante de la L-Carnitina
Las propiedades antioxidantes de la L-Carnitina han sido evaluadas in vitro
mediante el uso de diferentes ensayos, tales como el barrido de radicales libres
con 1,1-difenil-2-picril-hidrazil (DPPHI), actividad antioxidante total, reducción del
potencial, eliminación de radicales anión superóxido, barrido de peróxido de
hidrógeno y actividad de quelación de metales; arrojando resultados similares o
mejores para la L-Carnitina con respecto al antioxidante natural α-tocoferol y su
análogo soluble en agua trolox (Gülҫin, 2006). Entre los mecanismos
antioxidantes no enzimáticos está el método basado en HAT (Hydrogen Atom
Transfer) que mide la capacidad de un antioxidante para extinguir los radicales
libres, generalmente radicales peroxilo (ROO•) mediante la donación de átomos
de H+ (Figura 8) y el método basado en ET (Electron Transfer) que es pH
dependiente y es la capacidad de un antioxidante de reducir un agente oxidante
mediante la donación de electrones (Figura 9) (Apak et al., 2016).
18 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
Título de la tesis o trabajo de investigación
Las especies reactivas de oxígeno (EROs), incluyen radicales libres tales como
radicales de aniones superóxido (O2-), hidroxilo (OH°) y H2O2 y diversas formas
de oxígeno activado (1O2). Estas moléculas son factores que provocan lesiones
intra y extracelures, además de acelerar el proceso de envejecimiento celular
(Halliwell & Gutteridge, 1984). Sin embargo, la célula posee sus propias
extrategias para librarse de este tipo de agentes utilizando enzimas tales como la
superóxido dismutasa, catalasa, peroxidasa, dt-deafarasa, y biomoléculas entre
las que se encuentran la ceruloplasmina, betacarotenos, transferinas, ubiquinol-
10, lactoferinas, albúminas, haptoglobinas, proteínas que ligan metales, sistemas
proteolíticos, ácido úrico, vitamina C, vitamina E y GSH (Venereo, 2002); este
ultimo el glutatión reducido es sintetizado virtualmente en todas las células
animales por las acciones secuenciales de dos enzimas: gamma-glutamilcisteína
sintetasa y GSH sintetasa (Meister, 1994), La importancia del GSH no es sólo por
su abundancia, si no también por su versatilidad para contrarrestar el peróxido de
hidrógeno, los hidroperóxidos de lípidos o los xenobióticos, principalmente como
un cofactor de las enzimas glutatión peroxidasa (GPX) y la glutatión-S-transferasa
(GSTs) (Marí et al., 2009).
Los compuestos de los medios de cultivo sufren procesos oxidativos que pueden
afactar directamente las membranas celulares y el proceso de desarrollo, por esta
razón es importante implementar estrategias que permitan regular los niveles de
EROs. En cuanto a la producción in vitro de embriones se han suplementado los
medios de cultivo con diversos antioxidantes como el α-tocoferol (Vásquez, 2014),
ácido ascórbico (Vásquez, 2014), quercetina (Kang et al., 2013) y resveratrol
(Huang & Chan, 2012).
Figura 8. Esquema de la reacción entre DPPH y L-Carnitina. Tomado de Gülҫin, 2006.
19
Figura 9. Reacción propuesta de la quelación de iones ferrosos por L-Carnitina. Tomado de
Gülҫin, 2006.
1.5 Hipótesis y Objetivos
1.5.1 Hipótesis
Los parámetros de calidad del ovocito bovino mejoran al ser cultivados con L-
Carnitina, debido a sus propiedades metabólicas y antioxidantes.
1.5.2 Objetivo General
Evaluar el efecto del suplemento L-Carnitina durante la maduración in vitro
de ovocitos bovinos sobre diferentes parámetros metabólicos,
antioxidantes y el porcentaje de desarrollo embrionario.
1.5.3 Objetivos Específicos
Determinar el contenido lipídico y la actividad mitocondrial en ovocitos
cultivados en presencia de L-Carnitina.
Validar la expresión de los genes CPT1A, CPT1B y CPT2, relacionados
con el transporte de la aciL-Carnitina en ovocitos bovinos madurados in
vitro.
20 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
Título de la tesis o trabajo de investigación
Evaluar los niveles de producción de especies reactivas de oxígeno y de
Glutation en ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina.
Determinar el efecto del suplemento L-Carnitina sobre la eficiencia en la
producción in vitro de embriones bovinos.
21
Capítulo 2: Determinación del contenido lipídico y la actividad mitocondrial en ovocitos cultivados en presencia de L-Carnitina
2.1 Sitio de estudio
La investigación se realizó en las instalaciones de los laboratorios de Genética de
la Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín y la consecución del material
biológico para la obtención de los complejos cúmulo ovocito (CCOs), fue
suministrado por la planta de faenado del municipio de Copacabana.
2.2 Obtención de complejos cúmulo ovocito
Los ovarios bovinos recolectados a partir de hembras bovinas sacrificadas, se
depositaron en solución de tampón fosfato salino (PBS) estéril a 37ºC y fueron
transportados al Laboratorio de genética. Luego con aguja N°18 y jeringa de 10
ml, se procedió a la aspiración de los folículos con un diámetro de 3 a 6 mm y el
aspirado se recolectó en tubos cónicos de 15 ml a 37ºC. El líquido folicular se
centrifugó a 1500 rpm, por 5 minutos y el precipitado se resuspendió en 1 ml de
medio de lavado TCM-199 con sales de Hank´s (Sigma M2520), suplementado
con 275 µg/ml de ácido pirúvico (Sigma P2506), 29.2 µg/ml de glutamina (Sigma
G9003) y 1% de solución antibiótica (ICN 1670049). En caja de Petri estéril de 60
x 15 mm, bajo observación con estereomicroscopio se seleccionaron los
complejos CCOs de buena calidad según los criterios previamente establecidos
(Tabla 1) (De Wit et al., 2000). Los CCOs seleccionados fueron lavados con
medio TCM-199, y transferidos a gotas de medio de maduración.
22 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
Título de la tesis o trabajo de investigación
Tabla 1. Categorías de complejos cúmulo ovocito para procesos de fertilización
In vitro de embriones (FIV).
Tomado de De Wit et al., 2000
2.3 Maduración in vitro de ovocitos
Los CCOs se incubaron por 24 horas en grupos de 10-15 por gota de 50 µl de
medio de maduración (Gibco 12340-030) suplementado con 0.33 mM de piruvato
de sodio, 1µg/ml de estradiol, 3% de suero fetal bovino SFB, 6 mg/ml de albúmina
sérica bovina libre de ácidos grasos (BSA FAF, Sigma A6003), 1% de solución
antibiótica, 50 µg/ml de LH (Chorulon® es hCG), 1 µg/ml de FSH porcina (pFSH-
Sigma F2293) y con o sin L-Carnitina a 3.8 mM (Phongnimitr et al., 2013). Las
gotas fueron cubiertas con aceite mineral (Sigma M8410) e incubadas a 38.5ºC,
5% CO2 en aire con 90% de humedad por 24 horas. Al finalizar el tiempo de
maduración, los CCOs se utilizaron para determinar el contenido lipídico y la
actividad mitocondrial.
2.4 Determinación del contenido relativo de lipídos en ovocitos cultivados en presencia de L-Carnitina
Para determinar el contenido lipídico se procedió a teñir con Rojo Nilo (Sigma
N3013, Molecular Probes), los ovocitos madurados cultivados con o sin L-
Carnitina; en grupos de 10 se incubaron a 4°C por 24 horas en gotas de 250 µl de
Tipo Células del cúmulo Citoplasma
1. Excelente Capas múltiples y compactas de
células (cuatro o más) Homogéneo y transparente
2. Bueno Capas múltiples de células (entre
una y tres)
Homogéneo con zonas
periféricas oscuras
3. Regular Sin células (Desnudos) Irregular con zonas oscuras
4. Malo Células expandidas Irregular con zonas oscuras
23
medio de fijación que contiene PBS Dulbecco´s, formaldehido (16%) y
glutaraldehído (50%), luego se lavaron en PBS Dulbecco´s y pasaron a la
solución del colorante (1µg/ml) a temperatura ambiente por 24h; pasado este
tiempo se retiró el exceso de colorante lavando con PBS Dulbecco´s y en grupos
de 3 se pusieron en gotas de 10 µl de PBS Dulbecco´s sobre portaobjetos
(Ballard; 2007), y se observaron con un aumento de 200X en un microscopio de
epifluorescencia (Nikon, eclipse 80i) con filtro C-FL G2A con una longitud de
excitación a 515-560 nm y de emisión a 590 nm. El área de ovocitos fue ajustada,
las imágenes se guardaron como archivos gráficos en formato TIFF. Las
intensidades de fluorescencia de las gotas lipídicas en ovocitos fueron analizadas
por el software ImageJ (Version 1.41; National In-stitutes of Health, Bethesda,
MD, USA) y normalizadas con la medida de fluorescencia de los ovocitos sin
tratamiento o control (Barceló-Fimbres & Seidel, 2011).
2.5 Determinación de la actividad mitocondrial relativa en ovocitos cultivados en presencia de L-Carnitina
Para determinar la actividad mitocondrial se tiñó con Mito Tracker® green
(Invitrogen M7514, Molecular Probes), los ovocitos madurados cultivados con o
sin L-Carnitina; en grupos de 10 se incubaron a temperatura ambiente por 20
minutos en gotas de 50 µl de Mito Tracker 0.5 mM, luego se lavaron en PBS
Dulbecco´s y pasaron en grupos de 3 en gotas de 10 µl de PBS Dulbecco´s sobre
portaobjetos (Ballard, 2007), y se observaron con un aumento de 200X en un
microscopio de epifluorescencia (Nikon, eclipse 80i) con filtro FITC/FLUO-3 (B-
4A) con una longitud de emisión a 516 nm y de excitación a 490 nm. El área de
los ovocitos fue ajustada, las imágenes se guardaron como archivos gráficos en
formato TIFF. La intensidad de fluorescencia en ovocitos fue analizada por el
software ImageJ (Version 1.41; National In-stitutes of Health, Bethesda, MD,
USA) y normalizadas con la medida de fluorescencia de los ovocitos sin
tratamiento o control (Barceló-Fimbres & Seidel, 2011), la comparación de medias
de los tratamientos se reaizó por test de Tukey.
2.6 Resultados
Se utilizó un n de 120 CCOs de bovino para someterlos a maduración in vitro con
y sin L-Carnitina (control), de los cuales, 60 fueron usados para evaluar el
contenido relativo de lipídos intracelular mediante la tinción con rojo nilo (figura
24 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
Título de la tesis o trabajo de investigación
10A y B). El resto de los CCOs fueron usados para determinar la actividad
mitocondrial relativa mediante la tinción con Mito tracker green (figura 11A y B).
La intensidad de fluorescencia se normalizó con respecto al control (100%).
Figura 10. Contenido relativo de gotas lipídicas en ovocitos MIV. Tinción con rojo nilo; (A) control (100%) y (B) L-Carnitina (91.12%).
Figura 11. Actividad mitocondrial relativa en ovocitos MIV. Tinción con Mitotracker green; (A) control (100%) y (B) L-Carnitina (260%).
Los datos fueron sometidos a un análisis de varianza (ANOVA), para la tinción de
lípidos y de actividad mitocondrial relativas se encontró un efecto del tratamiento,
teniendo en cuenta un valor de significacia menor de 0.05 (tabla 3). Así que, se
permite inferir que los tratamientos presentan respuesta diferencial sobre la
variable evaluada. Con base en lo anterior se realizó una prueba de comparación
de medias por el test Tukey.
A. B.
A. B.
25
Tabla 2. Parámetros estadísticos para la intensidad de fluorescencia con rojo nilo
y Mito tracker.
Tratamiento n Media (%) Desv Est. Error Est. Contenido de
gotas lipídicas
L-C 30 91.2 0.110 0.020
C 30 100 0.185 0.034
Actividad Mitocondrial
L-C 30 260 0.533 0.097
C 30 100 0.108 0.020
Con respecto a la cantidad relativa de lípidos, el grupo de ovocitos madurados
con L-Carnitina presentó un porcentaje promedio de intensidad de fluorescencia
de 91.19% (tabla 2), siendo significativamente menor (p<0.05) (Tabla Anexo A)
que el grupo madurado sin L-Carnitina (control) (100%) (tabla 2). Mientras la
actividad mitocondrial relativa de los ovocitos madurados con L-Carnitina
presentó un porcentaje promedio de intensidad (260%) (tabla 2),
significativamente mayor (p<0.05) (Tabla Anexo A) que el grupo control (100%)
(tabla 2).
Tabla 3. Análisis de varianza (ANOVA) para las tinciones con rojo nilo y mitotracker
SS Df MS F p
Contenido de gotas lipídicas
0.116 1 0.116 5.032 0.029*
Actividad Mitocondrial
38.457 1 38.457 259.97 0.000*
*Diferencia estadística significativa.
26 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
Título de la tesis o trabajo de investigación
Figura 12A. Tinción con Rojo Nilo (Contenido relativo de lípidos) 12B. Mitotracker green (Actividad mitocondrial relativa). En ovocitos madurados con y sin L-Carnitina *Diferencia estadística significativa (p<0.05).
2.7 Discusión
Los lípidos intracelulares en los ovocitos se almacenan principalmente en gotas
lipídicas (LD) que proporcionan energía, a través de la β-oxidación (Paczkowski et
al., 2013), para un crecimiento y desarrollo adecuado. Estos lípidos también son
importantes moléculas de señalización implicadas en los mecanismos
reguladores de la maduración y, por lo tanto, en la adquisición de la competencia
de los ovocitos (Prates et al., 2014). Particularmente, los lípidos neutros como los
triacilgliceroles son la forma más común de almacenaje de las gotas lipídicas, las
cuales afectan las propiedades de criotolerancia (Takahashi et al., 2013,
Meneghel et al., 2017). Por lo que diferentes estrategias se han evaluado para
disminuir las gotas lipdicas en ovovcitos y embriones, como la adición de forskolin
(Fu et al., 2011), etosulfato de fenazina (PES) (Ghanem et al., 2014) y 2,4 dinitro
fenol (DNP) (De la Torre-sanchez et al., 2006), entre otros. Es muy importante la
entrega directa a la mitocondria de lípidos por la L-Carnitina, puesto que garantiza
el suministro de sustrato para la generación de energía y la disminución en la
producción de gotas lipídicas en ovocitos bovinos inmaduros y madurados in vitro
(Aon et al., 2014). En este trabajo se evalúo la L-Carnitina 3.8 mM durante la MIV,
la cual generó una reducción del contenido de lípidos del 8.1% (Figura 12A). Esta
27
disminución de gotas lipídicas asociadas a la L-Carnitina se ha observado en
ovocitos de ratón (Dunning & Robker, 2012), de porcino (Somfai et al., 2011) y
embriones de bovino (Ghanem et al., 2014); sin embargo, este efecto no se
encontró en ovocitos ovinos madurados in vitro en presencia de L-Carnitina
(Reader et al., 2015). Adiconalmente, la L-Carnitina en embriones
preimplantatorios favorece el metabolismo de lípidos, determinado por el aumento
de la β-oxidación, utilizando ácidos grasos radiomaracados, midiendo el
excedente del ácido graso (consumo del ácido graso) (Dunning et al., 2014), o el
agua tritiada (agua superpesada o radiactiva) como producto de la β-oxidación
(Dunning et al., 2010, 2011), y por la tasa de conversión de ATP-ADP (Sutton-
McDowall et al., 2012).
Además, los ovocitos de bovino madurados con L-Carnitina presentan una
disminución de la expresión de los genes DGAT1, DGAT2 y PLIN2 (Perilipin 2)
(Ghanem et al., 2014; Sanchez-Lazo et al., 2014), en donde DGAT1 y PLIN2
están relacionados con la biogénesis, mientras que el DGAT2 con la expansión o
crecimiento de la gota lipídica (Thiam et al., 2013). Tambien se ha reportado un
aumento en la expresión de CPT1 y CPT2, implicadas en el transporte de ácidos
grasos activados al interior mitocondrial (Sanchez-Lazo et al., 2014). Estos
reportes podrían explicar la reducción de la cantidad relativa de lipídos,
encontrados en este trabajo, debido a la disminución de la biogénesis y
expansión de las gotas lipídicas.
Al tener en cuenta que la L-Carnitina es un factor limitante para el transporte de
ácidos grasos a la matriz mitocondrial, demostrado por adición del inhibidor de la
CPT1 (Etomoxir), el cual afecta el transporte de la acilcarnitina a la matriz
mitocondrial, con un efecto deletéreo en la maduración del ovocito (Sanchez-Laso
et al., 2014); como también con el Mildronato, que ejerce una Inhibición
competitiva tanto del transportador CPT2, disminuyendo la disponibilidad de la L-
C, como de la enzima gama butirobetaina hidroxilasa, responsable de la
biosíntesis de L-Carnitina (Dambrova et al., 2016). En este trabajo se evaluó la
actividad mitocondrial de ovocitos MIV con L-C a 3.8 mM, la cual generó un
aumento en la actividad mitocondrial del 160% con respecto a los ovocitos
madurados sin L-C (Figura 12B), este aumento es debido a la mayor
disponiblilidad de grupos acil-carnitina por la presencia de la L-Carnitina en el
medio de maduración, aunque otros factores pueden influir en estra respuesta
tales como, la expresón de CPT1 (Sanchez-Lazo et al., 2014) y por lo tanto de la
β-oxidación (Dunning et al., 2010), inducidas por la L-C. Esta activación
mitocondrial también se ha encontrado en ovocitos porcinos madurados con L-
28 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
Título de la tesis o trabajo de investigación
canitina a una concentración de 1.25 mg/ml (Somfai et al., 2011) y en embriones
bovinos cultivados con L-C (Ghanem et al., 2014).
Los resultados de este trabajo permiten concluir que la L-C a una concentración
de 3.8 mM durante la maduración in vitro de ovocoitos de bovino, mejora
diferentes parámetros de la calidad del ovocito, como la disminución de la
cantidad relativa de lipídos y el aumento de la actividad mitocondrial.
29
Capítulo 3: Expresión de los genes CPT1A, CPT1B y CPT2
3.1 Sitio de estudio
La investigación se realizó en las instalaciones de los laboratorios de Genética y
Biotecnología Animal de la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín y la
consecución del material biológico para la obtención de los complejos cúmulo
ovocito (CCOs), fue suministrado por la planta de faenado del municipio de
Copacabana.
3.2 Obtención complejos cúmulo ovocito y Maduración in vitro de ovocitos
La obtención de los complejos y la MIV se realizó como se describió en el capitulo
2.
3.3 Detección de transcriptos de CPT1A, CPT1B y CPT2 en ovocitos
bovinos madurados in vitro
La presencia de los transcriptos para los genes que codifican para la Carnitina
palmitoil transferasa 1A, 1B y 2 (CPT1A, CPT1B y CPT2, respectivamente) en los
ovocitos bovinos madurados in vitro, fue determinada por la técnica de
transcriptasa reversa–reacción en cadena de la polimerasa (reverse transcription-
polymerase chain reaction, RT-PCR). Los ovocitos de cada grupo de estudio
fueron desnudados por pipeteo en hialuronidasa al 0.1% en PBS para remover
las células del cúmulo y posteriormente fueron transferidos a 10 μl buffer de
resuspensión suplementado con 1 μl RNasa Out y 1 μl Lysis enhancer para lisar
los ovocitos. El DNA complementario (cDNA) fue sintetizado con cebadores
30 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
Título de la tesis o trabajo de investigación
hexámeros (Bettegowda et al., 2007) de acuerdo con las recomendaciones del kit
SuperScript™ III CellsDirect cDNA Synthesis (Invitrogen Life Technologies). Los
ovocitos lisados fueron incubados a 75°C/10 min, y se adiciono 1 μl de DNAasa
para digerir el DNA remanente (Invitrogen) y se incubó a 70°C/10 min para
desnaturalizar la DNAasa. La transcripción reversa (RT) se realizó en un volumen
total de 30 μl, usando 1 μ de transcriptasa reversa (SuperScript® III RT), 12,5 μl
de buffer de reacción 2X, 2 μl de cebadores hexámeros aleatorios (2.5 μM), 10 μl
de lisado y 4.5 μl de agua tratatado con DEPC, se incubó a 50°C/50 min, luego se
inactivó la reacción a 85°C/5 min, se adicionó un 1 l de RNAasa H (2U/l) y se
incubo a 37°/20 min (Bettegowda et al., 2007).
Las reacciones de PCR fueron realizadas en un volumen final de 25 μl en un
termociclador S1000™ (Life Science Research, BIO-RAD). En cada reacción se
usó 2 μl (40ng) de la solución de cDNA y el kit Platinum®Blue PCR SuperMix
(Invitrogen). Este kit contiene los dNTPs, 1 U de Platinum Taq polimerase, 200
nM de cada cebador específico (tabla Anexo B) (F forward y R reverse) fueron
adicionados a la reacción. El protocolo de PCR incluye: un paso inicial a 94°C/3
min como hot start, 40 ciclos 94°C/30 seg, 60°C/30 seg y 72°C/1 min (Invitrogen).
Los cebadores específicos de los genes utilizados para la PCR están descritos en
la tabla 5 y fueron analizados mediante el software BlastN del NCBI (Anexo C). El
control negativo fue la omisión del cDNA para la amplificación por PCR. Como
gen control se amplifico la Histona 2 (Takahashi et al., 2015). Los productos de
PCR fueron visualizados por electroforesis en gel de agarosa al 2%, teñido con
SYBR Safe y el registro fotográfico se realizó con transiluminador (Biorad).
3.4 Resultados
Para determinar la expresión en ovocitos bovinos, de los genes que participan en
el transporte de los ácidos grasos de cadena larga al interior de la matriz
mitocondrial, se extrajo el RNA total y se sintetizo el cDNA, mediante la técnica
RT-PCR. Los genes seleccionados fueron CPT1A, CPT1B y CPT2, los cuales
codifican para la Carnitina palmitoil transferasas 1A, 1B y 2. Como control se
eligió el gen H2AFZ, el cual codifica para la Histona H2. Se utilizó 40 ng cDNA de
ovocitos madurados in vitro, con el que se realizó un PCR punto final. Los
productos amplificados específicos para cada transcripto fueron de CPT1A
181pb, CPT1B 218pb y CPT2 111pb (figura 13). En el gel de electroforesis de
agarosa al 2%, teñido con SYBR Safe (Invitrogen) se puede visualizar las bandas
31
del tamaño esperado correspondientes a cada gen evaluado, mostrando que en
el ovocito de bovino se expresan tanto las dos isoformas de los genes CPT1A y
CPT1B, como también el gen CPT2.
Figura 13. Electroforesis de los productos de amplificado por PCR punto final, todos los valores
están dados en pares de bases (pb), MP (Marcador de Peso).
3.5 Discusión
En este trabajo se detectó la presencia de los transcriptos Carnitina palmitoil
transferasa CPT1A, CPT1B y CPT2 en ovocitos bovinos madurados in vitro, los
cuales están asociados con el transporte de los ácidos grasos (AG) de cadena
larga al interior mitocondrial (Indiveri et al., 2011), dicho transporte requiere la
unión del AG con L-Carnitina por las enzimas Carnitina palmitoil transferasa 1A y
1B (CPT1A y CPT1B), enzimas que están relacionadas con un aumento en la β-
oxidación (Cook et al., 2001) y por lo tanto, con los niveles de ATP en la célula
(Sutton-McDowall et al., 2012). En este sistema de CPT1, se han descrito tres
isoformas, la tipo hepática (CPT1A), la tipo muscular (CPT1B) y recientemente la
tipo cerebral (CPT1C) (Jernberg et al., 2017). En los complejos CCO, se han
reportado las isoformas CPT1A y CPT1B (Sánchez-Lazo et al., 2014), mientras
otros trabajos encuentran la expresión de las tres enzimas (CPT1A, CPT1B y
CPT2) en células de la granulosa de bovinos (Elis et al., 2015), presentando
mayores niveles de expresión la CPT1A en células del cúmulo a las 24 horas de
la maduración in vitro (Sánchez-Lazo et al., 2014). Las enzimas CPT1 son claves
en procesos metabólicos y en la continuación de la meiosis, al utilizar el Etomoxir
(un inhibidor específico de la CPT1), en donde a bajas concentraciones (25 µM)
aumenta el consumo de glucosa, debido a que la generación de ATP a través de
32 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
Título de la tesis o trabajo de investigación
la β-oxidación está comprometida (Paczokowski et al., 2013), pero al utilizar
concentraciones altas (150 µM), se disminuye drásticamente el porcentaje de
maduración nuclear hasta metafase II (Brisard et al., 2014). Por otro lado, la
CPT2, es la encargada de transferir la CoA al AG, generando acil-CoA y liberar la
L-Carnitina de los ácidos grasos, lo cual permite que los acil-CoA entren a la vía
de la β-oxidación (Dunning et al., 2010).
Aunque la expresión CSe ha observado que la expresión de CP1A y CPT1B es
modulada por suplementos del medio de cultivo (Schreurs et al., 2009) y diversas
hormonas (Cook et al., 2001), por ejemplo, en murinos, se ha encontrado que las
hormonas utilizadas en la maduración in vitro de ovocitos (eGC y hCG) inducen
un aumento de la expresión de CPT1B (Dunning et al., 2010). Adicionamente, los
niveles de RNAm que codifican para CPT1B en CCOs murinos son mayores en
CCOs madurados in vivo, con respecto a los madurados in vitro. En el caso del
modelo bovino se ha observado que existe un aumento en la expresión de los
tres genes, tanto in vivo como in vitro en células de la granulosa de complejos
maduros con respecto a los inmaduros (sanchez-lazo et al., 2014); la isoforma
que presenta el mayor número de transcriptos en las células de la granulosa de
los complejos madurados in vivo es CPT1A, lo cual sugiere que los CCOs
madurados in vitro presentan una deficiencia en el transporte de ácidos grasos
para la β-oxidación y la necesidad de mejorar su componente energético
(Dunning et al., 2014), por lo tanto, se deben buscar mecanismos que permitan
potenciar los niveles energéticos, entre ellos, la β-oxidación.
Teniendo en cuenta que la L-Carnitina es un factor limitante para la activación e
ingreso de los AG a la matriz mitocondrial, se ha evaluado este suplemento en
diferentes procesos de biotecnología reproductiva, tales como la PIVE, la
criopreservación (Held-Hoelker et al., 2017; Saraiva et al., 2018). Particularmente,
se ha demostrado la importancia de la L-Carnitina en la maduración nuclear del
ovocito de bovino, al utilizar Mildronate, un ihibidor de la biosíntesis de la L-C,
presentando un efecto de dosis sobre la disminución del porcentaje de
maduración del ovocito (Sanchez-Lazo et al., 2014). Por el contrario, la adición de
L-Carnitina en la MIV potencia o mejora el porcentaje de maduración nuclear
(Somfai et al., 2011; Zare et al., 2015), inclusive de CCOs de calidad intermedia
(Knitlova et al., 2017).
Con respecto al desarrollo embrionario, se ha reportado una posible correlación
entre los niveles de expresión de CPT2 y la competencia para el desarrollo
embrionario (Gentile et al., 2004), como también la regulación por la L-Carnitina,
de los niveles de CPT1 y CPT2 durante el desarrollo in vitro de embriones
33
bovinos y murinos (Paczkowski et al., 2013; Ghanem et al., 2014; Baldoceda et
al., 2015); mientras que en los porcinos se ve reducida su expresión, lo que indica
que esta especie es más suceptible a perturbaciones en la FAO (oxidation of fatty
acids) (Paczkowski et al., 2013).
Esta investigación corroborá la expresión de CPT2 y de las dos isoformas CPT1A
y CPT1B en el ovocito bovino, al presentar la expresión de ambas isoformas
podría favorecer el ingreso de ácidos grasos al interior mitocondrial, que
finalmente se verá reflejado en forma de energía disponible para su capacitación
y competencia para el desarrollo embrionario.
34 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
Título de la tesis o trabajo de investigación
Capítulo 4: Evaluación de los niveles relativos de especies reactivas de oxígeno y de Glutation activado en ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
4.1 Sitio de estudio
La investigación se realizó en las instalaciones de los laboratorios de Genética de
la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín y la consecución del material
biológico para la obtención de los complejos cúmulo ovocito (CCOs), fue
suministrado por la planta de faenado del municipio de Copacabana.
4.2 Obtención complejos cúmulo ovocito y Maduración in vitro de ovocitos
La obtención de los complejos y la MIV se realizó como se describió en el capitulo
2.
4.3 Determinación de la cantidad de glutatión activado en ovocitos cultivados en presencia de L-Carnitina
Para determinar la cantidad de glutatión reducido (γ-L-glutamyl-L-cysteinylglycine,
GSH) se procedió a teñir con el fluoróforo Monochlorobimane (mBCI) (Invitrogen
M1381MP, Molecular Probes), los ovocitos madurados cultivados con o sin L-
Carnitina; en grupos de 10 se incubaron a temperatura ambiente por 15 minutos
en gotas de 50 µl de mBCI (0,25 mM); pasado este tiempo se retiró el exceso de
35
colorante lavando con Hepes y en grupos de 3 se pusieron en gotas de 10 µl de
Hepes sobre portaobjetos (Ballard; 2007), y se observaron con un aumento de
200X en un microscopio de epifluorescencia (Nikon, eclipse 80i) con filtro C-FL
UV-2E/C con una longitud de excitación a 394 nm y de emisión a 490 nm. El área
de los ovocitos fue ajustada, las imágenes se guardaron como archivos gráficos
en formato TIFF. La intensidad de fluorescencia en ovocitos fue analizada como
se describió anteriormente (capítulo 2).
4.4 Determinación de EROs en ovocitos madurados en presencia de L-Carnitina
Para determinar la generación de EROs se tiñó con el fluoróforo
DicloroFluoreceína diacetato H2DCFDA (SIGMA-ALDRICH D6883, Molecular
Probes), los ovocitos madurados con o sin L-Carnitina; en grupos de 10 se
incubaron a temperatura ambiente por 20 minutos en gotas de 50 µl de
H2DCFDA (10µM), luego se lavaron en Hepes (Ballard; 2007), y se observaron
con un aumento de 200X en un microscopio de epifluorescencia (Nikon, eclipse
80i) con filtro FITC/FLUO-3 (B-4A) con una longitud de excitación a 490 nm y de
emisión a 514 nm. El área de los ovocitos fue ajustada, las imágenes se
guardaron como archivos gráficos en formato TIFF. La intensidad de
fluorescencia en ovocitos fue analizada como se describió anteriormente (capítulo
2).
4.5 Resultados
120 CCOs fueron madurados con y sin L-Carnitina, y teñidos con H2DCFDA para
determinar la producción relativa de EROs (figura 14), la intensidad de la
fluorescencia se normalizó con respecto al control (99.9%) y la obtenida para L-
Carnitina fue de 41.6% (tabla 4). En cuanto a la cantidad relativa de glutatión
GSH, se tiñeron con mBCI 60 ovocitos (figura 15), la intensidad de fluorescencia
obtenida para los ovoctos del tratamiento con L-Carnitina fue de 95.37% (tabla 4)
con respecto al control (100%) (tabla 4).
36 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
Título de la tesis o trabajo de investigación
Figura 14. Producción relativa de EROs en ovocitos MIV. Tinción con H2DCFDA; (A) control (99.99%) y (B) L-Carnitina (41.7%).
Tabla 4. Parámetros estadísticos intensidad de fluorescencia por tratamiento
Tratamiento n Media (%) Desv Est. Error Est.
EROs L-C 30 41.7 0.121 0.022
C 30 99.9 0.246 0.045
GSH L-C 30 95.4 0.179 0.033
C 30 100 0.124 0.023
Los datos fueron sometidos a un análisis de varianza, el cual muestra que hay
diferencia entre los tratamientos para la producción de EROs (p<0.05), teniendo
en cuenta un valor de significacia menor de 0.05 (tabla Anexo D), pero no la hay
para los niveles de GSH (p>0.05) (tabla Anexo D). Con base en lo anterior se
realizó una prueba de comparación de medias por el test Tukey (tabla 5).
Tabla 5. Prueba de comparación de medias por el Test de Tukey para EROs y
GSH.
Tratamiento Media (%) p
EROs L-C 41.6
0.000 C 99.9
GSH L-C 95.3
0.297 C 100
*Valores en negrilla indican diferencia estadística significativa p<0.05
A. B.
37
Figura 15. Cantidad relativa de GSH en ovocitos MIV. Intensidad de fluorescencia relativa (A) control (100%) y (B) L-Carnitina (95.3%).
Se encontró una disminución significativa (p<0.05) en la cantidad relativa de
EROs al interior de los ovocitos madurados en presencia de L-Carnitina
(58.343%), pero no hubo ninguna diferencia significativa (p>0.05) en la cantidad
de glutatión reducido GSH cuando se comparó con el control (100%) (tabla 5).
Figura 16. Producción relativa de EROs en ovocitos madurados con y sin L-Carnitina.
*Diferencia estadística significativa (p<0.05).
4.6 Discusión
A. B.
38 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
Título de la tesis o trabajo de investigación
La producción in vitro de embriones bovinos, se realiza bajo condiciones que
aumentan la producción de EROs, tales como, la concentración de oxígeno, la
exposición a la luz (Du Plessis et al., 2008), y la formulación de los medios de
cultivo utilizados (Martin-Romero et al., 2008). Aunque se ha demostrado que las
EROs pueden modular diferentes funciones celulares (Scherz-Shouval et al.,
2007, Miller et al., 2010, Nemoto et al., 2000), un desbalance en la generación de
EROs tiene efectos deléteros sobre la zona pelucida, la dinámica de los
microtúbulos y granúlos corticales, lo cual compromete la calidad del ovocito
(Goud et al., 2008) y su competencia para el desarrollo embrionario (Gupta et al.,
2010, Covarrubias et al., 2008, Takahashi, 2012). En este trabajo se evalúo el
efecto antioxidante (Gülҫin, 2006.) de la L-Carnitina 3.8 mM durante la
maduración in vitro de los ovocitos de bovino, a través de diferentes parámetros
como la generación de EROs y los niveles de GSH.
Al madurar los ovocitos en presencia de L-Carnitina, los niveles relativos de
EROs se disminuyeron en un 58.33% con respecto al control (figura 14),
respuesta que puede deberse a las propiedades antioxidantes de la L-Carnitina
en sistemas acelulares (Gülçin, 2006), como en sistemas celulares (Somfai et al.,
2011), dismuniyendo los efectos nocivos inducidos por las EROs (Moawad et al.,
2014). Varias investigaciones han demostrado que la suplementación con L-
Carnitina reduce los niveles de EROs durante la maduración in vitro de ovocitos
de diferentes especies, en ovinos en un 40% (Mishra et al., 2016a), en bovinos de
13,72% (Takahashi et al., 2013), en porcinos entre un 40 y 60% (Wu et al., 2011,
You et al., 2012); Adicionalmente, también se ha encontrado este efecto
antioxidante de la L-C, sobre los niveles de EROs en embriones bovinos en el
estadio de 2 células, pero no disminuyó las EROs en en etapas porteriores del
desarrollo embronario (Takahashi et al., 2013). Otros antioxidantes se han
utilizado con el objetivo de disminuir las EROs tanto, en la maduración del ovocito
como en el desarrollo embrionario, favoreciendo diferentes parámetros de
eficiencia y calidad en la producción in vitro de embriones, como lo son el ácido
ascórbico (Vásquez et al., 2014), la melatonina (Yang et al., 2017), el α-tocoferol
(Li et al., 2014), quercetina y el resveratrol (Sovernigo et al., 2017), la cisteína y
cisteamina intracelulares (Rocha-Frigoni et al., 2016, Sovernigo et al., 2017), y la
catalasa extracelular (Rocha-Frigoni et al., 2016).
Por otra parte, el glutatión reducido (GSH), además de ser un cofactor para
múltiples enzimas, es fundamental para brindar protección de las EROs
(Espinosa-Diez et al., 2015; Khazaei & Aghaz, 2017). En ovocitos, la mayor
concentración de GSH se observa durante la metafase II, período crítico para la
39
formación del huso meiótico y para la remodelación de la cromatina espermática
(Zuelke et al., 2003; Salmen et al., 2005). Adicionalmente, la oxidación del
glutatión está asociada con la alteración de la función de los microtúbulos y la
interrupción de la fertilización en ovocitos (Luberda, 2005). También se ha
validado la importancia del GSH, al utilizar inhibidores de la síntesis de GSH
(butionina sulfoximina, BSO), demostrando su participación en la regulación de la
descondensación nuclear de los espermatozoides (De Matos & Fumus, 2000) y la
formación del pronúcleo del macho después de la penetración de los
espermatozoides en ovocitos caprinos (Rodriguez-Gonzalez et al., 2003).
Se ha reportado que la suplementación con L-Carnitina durante la maduración in
vitro de ovocitos aumenta los niveles de GSH, en ovinos en un 50% (Mishra et al.,
2016a), en porcinos 20 y 40% (Wu et al., 2011; You et al., 2012), en murinos
entre 8 y 10% (Zare et al., 2015). En contraste con lo reportado por la literatura,
en este trabajo los niveles intracelulares de GSH no cambiaron al madurar los
ovocitos en presencia de L-C 3.8 mM, del mismo modo, se ha reportado al
madurar los ovocitos de bovinos en presencia de otras moléculas antioxidantes,
tales como, quercetina, resveratrol y vitamina C, tampoco aumentan los niveles
de GSH (Sovernigo et al., 2017).
Cabe resaltar la importancia de continuar evaluando el potencial antioxidante de
estas moléculas durante el desarrollo embrionario, en donde se ha reportado un
efecto benéfico en los niveles intracelulares de GSH. Entre las moléculas
evaluadas están, la melatonina (Yang et al., 2017), extracto de té verde (Wang et
al., 2007; Wang et al., 2012), quercetina, α-tocoferol y el resveratrol (Sovernigo et
al., 2017), la cisteína y cisteamina intracelulares (Rocha-Frigoni et al., 2016,
Sovernigo et al., 2017), y la catalasa extracelular (Rocha-Frigoni et al., 2016) en
bovinos. Y el β-mercaptoetanol en bufalos (Patel et al., 2015) y ovinos (De Matos
et al., 2002). Sin embargo, en otros trabajos no se reporta efecto sobre los niveles
de GSH en embriones porcinos (Wu et al., 2011) y murinos (Truong et al., 2016).
Los resultados de este trabajo permiten concluir que la L-C a una concentración
de 3.8 mM durante la maduración in vitro de ovocitos de bovino, mejora la calidad
del ovocito, teniendo como parámetro, la disminución de la generación de EROs,
pero no la de GSH.
Capítulo 5: Determinación la competencia para el desarrollo embrionario de ovocitos bovinos madurados con L-Carnitina
5.1 Sitio de estudio
La investigación se realizó en las instalaciones de los laboratorios de Genética y
Biotecnología Animal de la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín y la
consecución del material biológico para la obtención de los complejos cúmulo
ovocito (CCOs), fue suministrado por la planta de faenado del municipio de
Copacabana.
5.2 Obtención complejos cúmulo ovocito y Maduración in vitro de ovocitos
La obtención de los complejos CCOs y la MIV, de acuerdo a los grupos de
estudio, se realizó como se describió en el capitulo 2, y al finalizar el tiempo de
maduración de 24 horas, los ovocitos fueron fertilizados.
5.3 Fertilización de ovocitos y cultivo de presuntos embriones
Los ovocitos maduros se transfirieron a gotas de 50 µl de medio TL-FERT
suplementado con Cafeina (1,4 mM), 1% de solución antibiótica (ICN 1670049
MP Biomedicals) y una concentración espermática de 2 x 106
espermatozoides/ml. Las condiciones de fertilización fueron de 38.5°C, 5% de
CO2 y 90% de humedad relativa durante 18 horas (Dode et al., 2002).
42 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
A las 18 horas post-inseminación (hpi), los presuntos cigotos se desnudaron de
las células del cúmulo y se cultivaron en gotas de 50 µl de medio de cultivo
KSOM-aa suplementado con 0.6 mg/ml de BSA-FAF, 1% de solución antibiótica y
3% de SBF, por 8 días. Las condiciones de cultivo fueron 38.5°C, 5% de CO2 y
90% de humedad relativa. La tasa de clivaje se determinó a las 48 horas de
cultivo sobre el total de ovocitos inseminados, y la tasa de blastocistos a los días
7 y 8, sobre el total de ovocitos inseminados y de embriones en etapa de clivaje
(Vásquez-Araque et al., 2014d).
5.4 Resultados
Para evaluar el efecto del suplemento L-Carnitina durante la maduración de los ovocitos bovinos, sobre la competencia para el desarrollo embrionario: 700 ovocitos se maduraron y fueron utilizados para evaluar la competencia para el desarrollo embrionario después de la fertilización. Se determinaron varios parámetros, como los porcentajes de clivaje, blastocistos a los días 7 y 8 a partir de ovocitos inseminados y de embriones en etapa de clivaje (tabla 6). Tabla 6. Parámetros estadísticos de desarrollo embrionario
Media (%) ± Desv. Std
Control L-C
%Clivaje 77.44 (4.66) 75.00 (11.71)
%Blas 7 ovo* 31.71 (3.65) 39.97 (3.65)
%Blas 8 ovo* 37.03 (6.62) 40.73 (4.04)
%Blas 7 cliv** 41.85 (2.65) 54.15 (6.54)
%Blas 8 cliv** 49.32 (7.39) 55.08 (6.46)
*: Porcentaje de Blastocistos con respecto a ovocitos inseminados **: Porcentaje de Blastocistos con respecto a los clivajes
Todos los datos fueron sometidos al test de Brown-Forsythe para determinar la
homogeneidad de las varianzas y para todos los parámetros evaluados se
obtuvieron valores de significancia (p< 0.05), lo que permitió realizar el análisis de
varianza, por que se cumple el criterio de homocedasticidad. El análisis de
varianza (ANOVA) mostró efecto en el porcentaje de blastocistos obtenidos al día
7 de cultivo, tanto a partir de ovocitos inseminados y de embriones clivados
(p<0.001) (tabla Anexo E).
Capítulo (…) 43
Al realizar la prueba de comparación de medias Tukey, se encontró que para el
porcentaje de clivaje, no hubo diferencia estadística (p>0.05) entre el tratamiento
L-C y el control (77.44 vs 75.00%) (Tabla 7), mientras que, el porcentaje de
blastocistos al día 7, a partir de ovocitos inseminados (L-C: 39.98%, C: 31.71%) y
de embriones en etapa de clivaje, presentaron diferencia significativa al
comparalos con el grupo control (p<0.05), pero no se encontró diferencia al día 8
de cultivo (Tabla 7).
Tabla 7. Prueba de comparación de medias por el Test de Tukey para los parámetros de desarrollo.
Tratamiento Media (%) p
%Clivaje L-C 75.00
0.640 C 77.44
% Blast Día 7 ovo* L-C 39.98
0.001 C 31.71
%Blast Día 8 ovo* L-C 40.37
0.219 C 37.03
% Blast Día 7 cliv** L-C 54.15
0.001 C 41.85
% Blast Día 8 cliv** L-C 55.08
0.147 C 49.32
Cifras en negrilla indican diferencia estadística significativa *: Porcentaje de Blastocistos con respecto a ovocitos inseminados **: Porcentaje de Blastocistos con respecto a los clivajes
44 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
Figura 17. Parametros evaluados de desarrollo embrionario *Diferencia estadística significativa (p<0.05).
5.5 Discusión
Entre los parámetros más relevantes que se tienen para determinar la calidad del
ovocito, se encuentran la morfología del CCO (De Wit et al., 2000), los niveles de
GSH (Salmen et al., 2005), expresión génica (Hosoe et al., 2011), la distribución
mitocondrial y cantidad ATP (Yu et al., 2010), su competencia para el desarrollo
embrionario es el parámetro que mejor refleja la calidad de éste (Gottardi &
Mingoti, 2009). Por lo tanto, en esta investigación se determinó el efecto del
porcentaje de desarrollo embrionario de ovocitos madurados en presencia de la
L-C, siendo mayor el porcentaje de blastocistos al día 7 de cultivo en el grupo
madurado con L-C, tanto a partir de ovocitos inseminados como de embriones
clivados (39.97% y 54.15%, respectivamente). Sin embargo, estos porcentajes
fueron similares al control, al día 8 de cultivo. Este resultado nos indica que los
embriones generados con ovocitos madurados con L-C tienen una cinética de
desarrollo mayor que los embriones control. Aunque se controlaron varios
factores que influyen en esta cinética, tales como el semen (del mismo individuo y
eyaculado) (Alomar et al., 2008), suplementos energéticos y condiciones de
Capítulo (…) 45
cultivo (Lonergan et al., 2003), el sexo del embrión no fue controlado, ya que los
embriones de sexo masculino tienen una cinética mayor (Alomar et al., 2008). Los
efectos benéficos de la maduración de ovocitos con L-Carnitina, sobre el
desarrollo embrionario han sido reportados en diferentes especies, como son
bovino (Phongnimitr et al., 2013; Ghanem et al., 2014; Baldoceda et al., 2016),
murino (Abdelrazik et al., 2009; Moawad et al., 2013; Zare et al., 2015), porcino
(Somfai et al., 2011; Lowe et al., 2017) y ovinos (Mishra et al., 2016a; Mishra et
al., 2016b), sin embargo, en esta última especie las concentraciones de L-C que
presentaron respuesta fueron 7.5 mM y 10 mM (Mishra et al., 2016a). Por otro
lado, algunos estudios no reportan efecto de la maduración de ovocitos bovinos
con L-C sobre el porcentaje de blastocistos (Chankitisakul et al., 2013,
McKeegan, 2015).
Aunque en este trabajo no se encontró diferencia en el porcentaje de clivaje, una
de las etapas criticas en la producción de embriones, es el freno o bloqueo del
desarrollo en los embriones en etapa de clivaje (Lonergan et al., 2003; Vigneault
et al., 2009), los cuales presentan una expresión génica diferencial asociada con
la activación del genoma embrionario y la cinética de desarrollo (Ripamonte et al.,
2011; Vigneault et al., 2009). Este bloqueo está relacionado principalmente con la
activación del genoma, la compactación y la diferenciación del embrión
(Wrenzycki et al., 2002), y la apoptosis (García et al., 2015). En el porcentaje de
embriones clivados que alcanzaron la etapa blastocisto (blastocisto/clivados) fue
mayor en los ovocitos madurados con L-C (L-C:54.15%), lo que indica que la L-
Carnitina puede mejorar la producción de embriones, a través de mecanismos
antioxidantes (You et al., 2012; Mishra et al., 2016a), modulación del metabolismo
(Moreira, 2015) y disminución del daño del DNA (Abdelrazik et al., 2009; Mishra et
al., 2016b). Además, de favorecer las condiciones de cultivo, que permiten la
expresión de genes implicados con el metabolismo lipídico (Sanchez-Lazo et al.,
2014; Ghanem et al., 2014; Baldoceda et al., 2016; Saraiva et al., 2018), la
replicación del DNA, factores de transcripción, quinasas (You et al., 2012), la
implantación del embrión y el mantenimiento de la preñez (Interferon Tau, IFNt)
(Ghanem et al., 2014).
La L-Carnitina se ha evaluado en procesos de biotecnología reproductiva
diferentes a la PIVE, como son el aumento de la criotolerancia de los ovocitos
bovinos (Chankitisakul et al., 2013) y porcinos madurados in vitro (Lowe et al.,
2017), determinada a través de las tasas de desarrollo embrionario, reexpansión
y eclosión (Ghanem et al., 2014). Como también en estrategias para mejorar el
46 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
ooplasma receptor para la transferencia nuclear en la clonación en porcinos (You
et al., 2012).
Bajo nuestras condiciones experimentales se determinó que la maduración in
vitro de ovocitos bovinos con el suplemento L-Carnitina a una concentración de
3.8 mM, aumenta el porcentaje de blastocistos al día 7 de cultivo, lo cual podría
estar asociado a su función antioxidante y metabólica, favoreciendo las
condiciones celulares y de cultivo para mejorar la producción de blastocistos.
Conclusiones
En conclusión, se demuestra la expresión de las enzimas carnitina palmitoil
transferasas CPT1A, CPT1B y CPT2 en ovocitos bovinos madurados in vitro con
L-Carnitina a una concentración de 3.8 mM, la cual mejora la calidad del ovocito,
teniendo como parámetros: la disminución en la cantidad relativa de lípidos y en
los niveles de especies reactivas de oxigeno, el aumento de la actividad
mitocondrial y el porcentaje de embriones en etapa de blastocisto al día 7 de
cultivo. Bajo nuestras condiciones recomendamos suplementar el medio de
maduración con L-Carnitina, para mejorar la eficiencia de biotecnologías como la
PIVE y la criopreservación de ovocitos y embriones bovinos.
48 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo
embrionario de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
Perspectivas
Se plantean dos mecanismos para explicar la disminución de la cantidad relativa
de lípidos (gotas lipídicas). En el primero, los ovocitos de bovino madurados con
L-Carnitina presentan una disminución de la expresión de los genes DGAT1 y
PLIN2, relacionados con la expansión o crecimiento de la gota lipídica, y de
DGAT2 relacionado con su biogénesis (Figura 18).
En el segundo mecanismo la reducción en la cantidad relativa de lipidos podría
explicarse por el aumento en la expresión de CPT1 y CPT2 (Sanchez-Lazo et al.,
2014), enzimas implicadas en el transporte de ácidos grasos activados al interior
mitocondrial, que sumadas a la disponibilidad de grupos acil-carnitina por la
presencia de L-C en el medio de maduración, aumentan dicho transporte y por
ende la actividad mitocondrial (Figura 19).
Figura 18. Biogénesis y expansión de las gotas lipídicas. Modificado de Thiam et al.,
2013.
Conclusiones
49
Figura 19. Mecanismo del transporte de los grupos acilo y de la actividad mitocondrial- Modelo
planteado
Anexos
A. Tabla: Prueba de comparación de medias por el Test de Tukey para Rojo Nilo y Mitotracker green
Tratamiento Media (%) P Contenido de
gotas lipídicas
L-C 91.19 0.033* C 100
Actividad Mitocondrial
L-C 260.12 0.000*
C 100
*Diferencia estadística significativa.
B. Tabla: Descripción de cebadores específicos para amplificación de los transcriptos
Gen Cebadores Tamaño
(pb) Referencia Código GenBank
CPT1A F 5´- TCCTGGTGGGCTACCAATTA–3´
R 5´- TGCGTCTGTAAAGCAGGATG–3´ 181
Sanchez-Lazo et al., 2014
FJ415874
CPT1B F 5´- TGCCTTTACGTGGTCTCCAA -3´ R 5´- GTGTTCTCACCCGCGATCAT-3´
218 Sanchez-Lazo
et al., 2014 NM_001034349
CPT2 F 5´- TGTGCCTTCCTTCCTGTCTTGG-3´ R 5´- CGATGGGGTCTGGGTAAACGA-3´
111 Sanchez-Lazo
et al., 2014 NM_001045889
H2AFZ F: 5´-AGGACGACTAGCCATGGACGTGTG-3´
R: 5´-CCACCACCAGCAATTGTAGCCTTG-3´ 209
Takahashi et al., 2015
NM_174809
52 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo embrionario
de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
C. Análisis de Primers
H2AFZ: H2A histone family. member Z (H2AFZ). transcript variant X1 (Takahashi
K. et al., 2015)
F: 5´-AGGACGACTAGCCATGGACGTGTG-3´
R: 5´-CCACCACCAGCAATTGTAGCCTTG-3´
1 tcccggatga gggaacattc tgcagtataa agggagcggg gaaggcggga gacagcgcag
61 tttgaatcgc ggtgcgacga aggagtaggc ggcgggtttt cgctgggtgt ctgactagtc
121 ctttctctgc cttgcttgtt tgagcttcag cagaattcga aatggctggc ggtaaggctg
181 ggaaggactc cggaaaggcc aagacaaagg cggtttcccg ctcgcagaga gccggtttgc
241 agttcccggt gggccgtatt catcgacacc tgaaatctag gacgactagc catggacgtg
301 tgggcgcgac tgccgctgtg tacagcgcag ccatcctgga gtacctcacc gcagaggtac
361 ttgaattggc aggaaatgca tcgaaagact tgaaggtaaa gcgtattacc cctcgtcact
421 tgcaacttgc tattcgtgga gatgaagaat tggactctct catcaaggct acaattgctg
481 gtggtggtgt cattccacac atccacaaat ctctgattgg aaagaaagga caacagaaga
541 ctgtctaaag gatgcctgga ttccttatta tctcaggact ctaaatactc taacagctgt
601 ccagtgttgg tgattccagt ggactgtatc tctgtgaaaa acacaatttt gcctttttgt
661 aattctattt gagaaagttg gaagtttaat tagctttcca accaaccaaa tttctgcatt
721 tgagtcttaa ccatatttaa gtgttactgt ggcttcaaag aagctattga ttctgaagta
781 gtgggttttg attgagttga ctgtttttaa aaaactgttt ggattttaat tgtgatgcag
841 aagttatagt aacaaacatt tggttttgta cagacattat ttccactctg gtggataagc
901 tcaataaagg tcatatccca aacta
CPT1A: Carnitine palmitoyltransferase 1A FJ415874 (Sanchez-Lazo et al., 2014)
F: 5´- TCCTGGTGGGCTACCAATTA–3´
R: 5´- TGCGTCTGTAAAGCAGGATG–3´
Anexo A. Analisis de Primers 53
1 cctccagttg gctcatcgtg gttgtgggcg tgatgtcgac catgtacgcc aagatcgacc
61 cctctttggg aataatcgct aagatcaacc ggaccctgga cacgacttta tggtcaagat
121 cttctcaggc cgaaaaccca tgttgtacag cttccagacg tctctgccgc gcctgcccgt
181 gccagctgtc caggacaccg tcaacaggta cttggaatct gtgaagcctc ttatgaagga
241 gggagacttt acacggatga cggctctggc acaagatttt gctgtcaatc tgggaccaag
301 attgcagtgg tatttgaagc taaaatcctg gtgggctacc aattatgtga gcgactggtg
361 ggaggaatac atctacctcc gaggacgagg gccgctgatg gtgaacagca actacttcgc
421 gatggacttg ctgtatatca taccgactca catccaggcg gcaagagctg gcaacgggat
481 ccacgccatc ctgctttaca gacgcaaact ggaccgggag gaaatcaaac cgattcttct
541 tctggggtct acgattccgc tctgctccgc ccagtgggag cgcatgttta atacttctcg
601 gatcccggga gaggagacag acaccatcca gcacctgagg gacagcaagc acatcgtcgt
661 cttccaccgg ggccgctact tcaaggtctg gctctaccac gacggccggc tgctgaggcc
721 ccgcgagatc gagcagcagg tgcagcggat cctggaggac ccgtcggagc cgcagcccgg
781 ggaggccaag ctggcggcgc ttacggcggc ggacagggtc ccctgggcca ggtgtcgcca
841 ggcctatttt ggacacggga aaaacaagca gtctctggat gccgtggaaa aagcagcgtt
901 cttcgtgacg ttagacgaaa ccgagcaggg atacagggag gaggacccgg aaacgtcgat
961 ggacagctac gccaagtccc tgctgcatgg caggtgtttc gacaggtggt ttgataaatc
1021 attcacgttt atcgtcttta aaaacggaaa gatgggcatt aatgcggagc actcctgggc
1081 cgatgcgccc atcatgggtc acctttggga gtacgtcatg gccacagaca gcttccagct
1141 gggttacacg gaggatggac actgtaaagg agacaccaac ccgaacatcc cgtaccctac
1201 ccggctgcag tgggacatcc cggaggaatg tcaggaggtc attgagactt cactgagcag
1261 tgccaacctc ctggccaacg acgtggattt ccactccttc ccattccgca ctttcggtaa
1321 agggctgatt aagaaatgta aaaccagccc ggacgccttc gtacagctct cgctccagct
1381 ggctcattac aaggacatgg gtaaattttc cctcacctac gaggcctcca tgacccggct
1441 gttccgagag ggcagaacgg agaccgtgcg ttcctgcacc gctgagtcgt gcagcttcgt
1501 gctggccatg gtagacccca cacagacggt tgaacagaag ctcaagttgt tcaggatcgc
1561 gtctgagaag catcagcttc tgtaccgcct ggcgatgacc ggtgcgggga tcgaccgcca
1621 cctcttctgc ctctacgtgg tgtccaagta cctcgcggtc gactcccctt tcctgaagga
1681 ggtcttagct gagccttgga gattatccac cagccagacc cctccacagc aggtggaact
1741 gttcaatttg gataggaatc cagactacgt gtcgtgcgga gggggcttcg ggccggttgc
1801 tgatgacggc tatggggtgt cgtacattct cgtcggtgag gacctcatca atttccatat
1861 atcctccaag ttctcctgtc ctgagacgga ttcgcatcgc ttcgggaaga acctgagaga
1921 agcaatgacc gacatcatca gtttgttcgg gttcagcccc aattccaaaa agtaaatctc
1981 ttagcacttc tgggaaggaa aagaagttct tctgatgaaa aaccaaatga aaaatagctc
2041 tgtgtcctga ctgtatttca ggatgaaaat ttgtttcctt ccagcgaagg tttggtgttt
2101 ttgcttttct aggacagcag gctccacgcc gtgaagtata accctactcc ttctaagcag
2161 ctcctaacct gggggacatt ggatgaagtc ccccctaaag tcttcccatc accttacatt
2221 ccttaaggga caagcgattt ttggaatgag tggggttgtg gcttcatact cgctggaacc
2281 agaccggcac gcttccttgg ctgccactgg acacctggta cttacgggca cttaatttta
2341 tcagagcagt gtaaacattt gtttccttcc aagagaaaag cctcttttaa gttgcagata
2401 ttagcagtta atagccgacg cacatgcagc gcactaaccg agacaagctt tgtgatttgg
2461 aatctgttct gtctgtggtc actctcactg tctagtccgg tcatctgctt ttgcctctcc
2521 gtgtttgaag tcttcaaaac ccggtgcctt aaaacagaag gccctaagca taagggaggc
2581 cacgcaagag atttatttta agtctttggg tggaattgtg ggtgtctcac tcccgtctca
2641 atttcctggg tggatatccc tgtgtaggga ttttcctgtc atgtccccat gtcccagagg
2701 gaccagtccc cttacaaggg cagctgtgag ccggattccc ttccatcaga ctgccttcct
2761 caagcttcat tgttaagcta cgaaaaaaga tgtgggcgcg tgtcagaaat ggggagcaag
54 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo embrionario
de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
2821 gcatgtgatg gttgaagata gcgtgtctgg ataacacaca tggtagatgc ttccggattc
2881 ctgcttaccc agcctgccag cagggataac aggacagtgg ccactgagaa aggaacaaac
2941 ttgagaagag cgaacctcag gtagtcaggg ctggccgtcc cacctgctga gagaggagac
3001 ccactcccgt ctccagggag acagagggag atgggtcatc tcggcgacct cctagaatgt
3061 cgcaggtgac gggtgctgag tttaacacag cctacccttc cgatgcgtgt gccttgctcg
3121 aaagagagat tgaccaaaaa gtgatgacgc gctgcatcgt cttcagtatt taatgcaaaa
3181 agaaagaatc atggagtgaa atagacccac tgcctctggg ctgtcatgac aggcttagct
3241 gtccattttt aaaatcatgt atttattttt ctgagcactc tgttctggtg gggctcatgt
3301 ctctaagagt cctgtactcc agtgatttgg tgatgaggct gaaccgatgg ggcaggggca
3361 aggcactggc cacagggcac gtgcatattt tattcgtgta catgttgtga tgtaaacccc
3421 ccctaaatgg gccaaagact ctttctgtta aaagcaagca gaaatgggaa cagacaaaaa
3481 agcaaaaaag gacatctaac caccatagca acaaaagatc ctgttcatct gtggtatgta
3541 gtcagggggg catcggggga tacgggagcc cccctgactc agccaggcgt ggcttccagt
3601 tgaagccagg gcccccaaat catgcactgt tgaccactga ccagtctgta ttatgattca
3661 cgggtgaatt cgagagcaga catgttagca ctcaaaccta tttgggcttg tctctcaggt
3721 tttaaatatt tcaaatgtaa ttttcactaa tccatgcagt catcaatgca attttatatt
3781 ccttaaaagg aagaagactg ggtttgtact gtacatgttg aaagcaggaa gttaagagta
3841 ttcatgtatt taatttaatt tggaacaagc catagtctta acagagctgt ggtctgaatt
3901 tgttatgttg gactggccat tgcatgtaaa tataaggtgc ccttttggat gtaaatctta
3961 gatacgcagt atgaatgtta ccattaataa aaacattaac caca
CPT1B: Carnitine palmitoyltransferase 1B NM_001034349 F: 5´- TGCCTTTACGTGGTCTCCAA–3´ R: 5´- GTGTTCTCACCCGCGATCAT–3´
1 atggcggaag cgcaccaggc tgtggccttc cagttcactg tgaccccaga gggggtcgac
61 ttccagctca gtcgggaggt gctgaaacac atctacctgt ccgtgatcag gtcctggaag
121 aaacgcctga ttcgcatcaa gaatggcatc ctcaggggcg tgtaccctgg cagccccacc
181 agctggctgg tcgtggttat ggcaacagcg ggttcctcct actacaacgt ggacatttcc
241 atgggcctgg tctattatat ccagagatgg cttcctgagg ggcgtcccta ccggacccca
301 tacacccgga cgcttttcag catggccatc ttctccacgg gggtctggat gatgggcatc
361 ttcttctttc gccaaaccct gaaactgctt ctttcctacc acggttggat gtttgagttg
421 cacggccaga ccagccactt gaccagagtc tgggctgtct gtgtccgcct tctgtctggc
481 cgacggccca tgctctacag cttccagacg tctctgccca agctgccggt gcccagcgtg
541 ccagccacag ttcatcggta cctagaatcc gtggaacact tgctggatga tgagcaatat
601 tatcgaatgg agacgctggc caaggagttc gaggagaaga ctgcccccag gctgcagaag
661 tacctggtac tcaagtcctg gtgggcaacc aactacgtga gcgactggtg ggaggagtac
721 gtctacctcc ggggcaggaa ccccatcgtg gtcaacagca actactacgt catggacctg
781 gtgctcgtca agaacacgga cgtgcaggct gcccgcctgg gaaatgctgt ccacgccatg
841 atcacgtatc gccgtaaact ggaccgtgaa gagatcaagc ctgtgatggc gctgggcctc
901 gtgcccatgt gctcctacca gatggagagg atgttcaaca ccactcgcat cccagggaag
961 gacacagatg tgctccagca cctcccggac agcaggcacg tggctgtcta ccacaagggc
1021 cgatttttca aggtgtggct ctacgagggc tcccgcctgc tcaagcctcg ggacctggag
1081 atgcagttcc agaggatcct ggacgacccc tccccacccc agcccgggga ggagagactg
Anexo A. Analisis de Primers 55
1141 gcagccctca ctgcaggggg aagagtggag tgggcacagg cacgccaggc cttcttcagc
1201 tctggcaaga acaaggctgc cctggatgcc atcgagcgcg ctgcgttctt cgtggctctg
1261 gatgaggagt ctcaccacta tgacccggag gacgaggcca gcctcagcct ctacggcaag
1321 gccctgttgc acggcaactg ctacaacagg tggttcgaca agtccttcac actcatctct
1381 ttcaagaacg gccagctggg actcaacaca gagcacgcgt gggcagacgc ccctatcata
1441 gggcacctct gggagtttgt cctgggcacc gactccttcc atctgggcta cacagagacg
1501 gggcactgtc tgggcaaacc caaccctgtg ctgcccccac ctcagcgact ccagtgggac
1561 attcctaagc agtgccaggc ggtcatcgag agttcctacc aggtggccaa ggcgctggcg
1621 gacgatgtgg agctgtactg cttccagttc ctgccttttg gcaaaggcct catcaagaag
1681 tgccggacca gccctgacgc cttcgtgcag atcgccctgc agctggcgca cttccgggac
1741 aggggcaagt tctgcctgac ctatgaagcc tcaatgacta gaatgttccg agagggccgg
1801 acggagaccg tgcgctcctg cacccgcgag tccacagcct ttgtccaggc catggtgcag
1861 gggcgccacc tgaacgaaga cctccaacgt ctgttccgga aggctgctga gaagcaccag
1921 aatatgtacc gcctggccat gacaggggcg gggattgaca ggcacctctt ctgcctttac
1981 gtggtctcca agtacctggg agtcgaatcc cctttcctgg ctgaggtgct ctcagaaccc
2041 tggcgcctct ccactagcca gatcgctcaa ttccagatcc gtatgttcga cccaaacaag
2101 taccccaaac accttggtgc cggcggtggc tttggccctg tggcagatga cggctatgga
2161 gtttcctaca tgatcgcggg tgagaacacc atcttcttcc acgtctccag caagttctcc
2221 agctcagaga cagtgagtct gccctgctgc tactctgcct gaggagggtc ggcccaggaa
2281 tgcccagcgc tttgggaacc agatccgcca agctctgcta gacatcgcca atcttttcca
2341 agttcccaag gctgatggct aagggctgga gagatgccag ctgcccttct gtccccacag
2401 agtggaggag ggggcctgtg gtcggcctgc aggcacaggg gtggcagcgc ataggtgccc
2461 aggctccaag aacatctccg gaaacaagtg ctcccccagc tgacactgct ccctgagggc
2521 tcaggtggcg gaagtagggc tggagggaat cttgattttt tttttttctt gctagatgct
2581 aataaaaata aggctgtatg gttctgtttt agcccttaag tacctgtagg tttttttggg
2641 gggtggggga ctaggagtcc cttcccttgc tctagctcag gccagcaagg tggccaggga
2701 agggctaggg ctggagactg tgagaggctt ctgacctgct ttaaatatgg gtctctgctg
2761 tccacaccca cacatgcact tggaataaat tcttgcttta gaacttcca
CPT2: Carnitine palmitoyltransferase 2 NM_001045889 F: 5´- TGTGCCTTCCTTCCTGTCTTGG–3´ R: 5´- CGATGGGGTCTGGGTAAACGA–3´
1 gtcggacatg actgagcgac tgaactgaat tgaactgggc cccacccagg tttaggatca
61 gagggatttt ctccactgta gaattggaaa gctgagaaga atattaaagt caaggaatat
121 gaagatcatt tctttcactc tgcagaacaa atatcctgga gctacaaata gcacccatca
181 cctgttgtat aattctgtaa acaatgactc cctcaggcct ccacttcgtc acctgtatgt
241 tgagagttag atgagattcc ttatctctga gattctggaa aggtaaattg tattatcttt
301 acactcattt agatgtcaca cttaatgaaa agcccaggct tgaagtcctg tagaacttag
361 atttagattc cagatctgac actctataac ttcaggcagt tctgtccact tcttttgagc
421 ccagttctta cctgcaaagt agtatcagaa tgcacagttc atagggctgt tgtgagggta
56 Parámetros metabólicos, antioxidantes y competencia para el desarrollo embrionario
de ovocitos bovinos madurados in vitro con L-Carnitina
481 gagtgaggta aaatgccaaa atagttggca tcttctcttg ttagttggca agagaaggac
541 tagcctctta atatcagtat taggtggtcc aactgggcct cccttcttcc ctcatccttt
601 ttctgtcata tccctgcctt ttagtcaagt gactttggac ttgctttctt ctaggaagcc
661 ttgcagtatc atttgcttgg tttccagcta ttatgttttt ttcctttgtt cttttttttt
721 gtggtcaaat atacaaaaca taaaatttac ccttttaact atttttaggt gtgcaattca
781 gttaagtgtt ttttttttca gggttatgtt ttatgcactg agaaattaat ctcagaatat
841 aaaaccgcaa gtctggagaa gacaaagggt ggatcagcct gatctacaca tttacattat
901 taacttgata aacattgatt gacatgaatt tggagaccag tcagtcatgg tgaggagtta
961 ctgtatagtg ggggagattc gacaggctgc ctattcccaa acttgaagac accattagaa
1021 gatacctcag tgcacagaag cctctgttgg atgacagcca gttcaggaaa acagaacagt
1081 tgtgtaagag ttttgaaact ggaattggaa aagaactgca tgagcagctg gtcactcagg
1141 acaagcagaa taaacataca agctacattt caggcccctg gtttgatatg tatttaactg
1201 ctcgagatcc tgttgtcctg aactttaatc cgtttatctc attcaaccct gatccaaagt
1261 ccgagtataa tgaccagctc acccgggcca ccaacatgac tgtctctgcc atccggtttc
1321 tgaagacact tcgggctgac cttctggagc cagaagtgtt ccatttgaac cctgccaaaa
1381 gtgataccga taccttcaag agattcatac gctttgtgcc ttccttcctg tcttggtatg
1441 gcgcctactt ggtcaatgca tatcccctgg acatgtccca gtattatcgg cttttcaatt
1501 caactcgttt acccagaccc catcgagatg aactcttcac cgatgacaag gccagacacc
1561 tcctggtcct aagaaaagga cacttctaca tctttgatgt cctggatcaa gatgggaaca
1621 ttgtgagtgc ctctgaaatc caggctcatc tgaagtacat tctgtcagac aatagcccgg
1681 cccccgagtt tccgctttcg tatctgacta gtgagaaccg ggacatctgg gcagagctca
1741 gacagaagct ggtgagtggt ggcaacgagg cgaccctggg gaaagtggac tcggctgtgt
1801 tctgtctctg cctagatgac ttccccatta gggactttgt ccacctgtcc cacagcatgc
1861 tgcatggtga cggcacaaac cgctggtttg acaaatcctt taacctcatt atagccaagg
1921 atggcactgc tgccatccac tttgagcatg cctggggcga tggtgttgca gtgctcaggt
1981 tttttaatga agtgtttaaa gatagcactc aggcccctgc catcactccc cagagccagc
2041 cggccagcac tgactcttct gtggctgtac aaaaactcaa cttcaagctg agcgatgctt
2101 taaagactgg cattagcgct gctaaagaaa aatttgatgc caccgtgaaa agcctcacca
2161 tcgactacat ccggtttcag agaggaggca gagaattcct gaagaagcag aagctgagcc
2221 ctgactcgat ggctcagctg gccttccaga tggccttcct gcggcagtac gggcagacgg
2281 tggccaccta tgagtcctgt agcactgcag cattcaagca cggccgcacc gagaccatcc
2341 gcccggcctc catcttcaca aagacgtgct ccgtggcctt tgtcagggag ccttccaagt
2401 atagcgctgg agagcttcag cagatgatgg ccaagtgctc cacataccac aaccagctga
2461 ccagagaagc agcaatgggc cagggctttg atcgacactt gtttgctctg cggtacctgg
2521 cagcagccag agggatcagc atgcccgagc tgttcctgga ccctgcatat aggcagataa
2581 accacaacat cctgtccacc agcacactga gcagcccagc agtgaacatc ggctgctttg
2641 cccccgtggt ccctgatggt tttggcattg ggtactccgt tcaggacaac tggataggct
2701 gcaacgtctc tgcctaccaa agccgcaatg cccgtgagtt tctccagtgt gtggagaagg
2761 ccttagaaga catgtttgat gccttggaag gcaaaatgat caaaacctag cttctaggtg
2821 agtgaaaagc ctctgtttca ccagcataaa aactggggcc tctgtagcca gtaagcacta
2881 ttctgtgact aatgaaacta attatgaggt gcctgagcac cattgctata agatttgagc
2941 cttaaaacca tagttttaaa gctaaacata tgatttccaa gaccatatct aaagatgctg
3001 taagattccg gttttaagga cattatcagg aggtaagact tggaaaataa ctcagatgta
3061 cttattgttg aagcagaaat aaaatttaat tctttctt
D. Tabla: Análisis de varianza-ANOVA para EROs y GSH
SS Df MS F p
EROs 5.106 1 5.106 136.041 0.000
GSH 0.032 1 0.032 1.348 0.250
*Valores en negrilla indican diferencia estadística significativa p<0.05
Anexo A. Analisis de Primers 57
E. Tabla: Análisis de varianza (ANOVA) para las variables porcentaje de clivaje y de blastocistos
SS Degr. Of MS F p
%Clivaje 20.49 1 20.49 0.23 0.640
% Blast día 7 ovo* 233.95 1 233.95 17.54 0.001
% Blast día 8 ovo* 46.88 1 46.88 1.68 0.218
% Blast día 7 cliv** 518.72 1 518.72 18.59 0.001
% Blast día 8 cliv** 113.46 1 113.46 2.41 0.147
Cifras en negrilla indican diferencia estadística significativa *: Porcentaje de Blastocistos con respecto a ovocitos inseminados **: Porcentaje de Blastocistos con respecto a los clivajes
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