CARACTERIZAÇÃO DO PERFIL PROTEÔMICO DO SÊMEN SUÍNO E SUA RELAÇÃO COM A CONGELABILIDADE

Autores

  • Ricardo TONIOLLI Laboratório de Reprodução Suína e Tecnologia de Sêmen (LRSTS) da Universidade Estadual do Ceará
  • Dayanne Barboza GUIMARÃES Laboratório de Reprodução Suína e Tecnologia de Sêmen (LRSTS) da Universidade Estadual do Ceará
  • Lina Raquel Santos ARAÚJO Laboratório de Reprodução Suína e Tecnologia de Sêmen (LRSTS) da Universidade Estadual do Ceará
  • Tatyane Bandeira BARROS Laboratório de Biologia Geral da Universidade da Integração Internacional da Lusofonia Afro Brasileira

Palavras-chave:

Biomarcadores, Criotolerância, Criopreservação, Proteômica seminal

Resumo

O sêmen suíno criopreservado possui emprego comercial limitado devido à perda de qualidade espermática, que ocorre durante o processo de congelação e de descongelação. A célula espermática suína possui peculiaridades que contribuem para esta alta sensibilidade às baixas temperaturas, tais como estrutura e composição da membrana plasmática. Além disso, estudos recentes apontam a relação da presença de proteínas a nível de membrana espermática e de plasma seminal, com a criotolerância das células espermáticas. Portanto, esta revisão faz uma abordagem sobre a íntima relação entre o perfil protéico do sêmen e a sua congelabilidade, característica do sêmen, que pode variar de animal para animal e até entre ejaculados de um mesmo varrão. Pesquisas têm identificados diversas proteínas, que aparecem em maiores concentrações no sêmen de alta congelabilidade. A técnica de proteômica apresenta um grande potencial ligado à reprodução, podendo ser utilizada na identificação de marcadores de fertilidade ou de ejaculados aptos ao processo de congelação/descongelação, evitando, assim, gastos, sejam eles de manutenção de reprodutores com sêmen de baixa qualidade para a congelação ou de processamento do sêmen para criopreservação.

Referências

ABPA. Associação Brasileira de Proteína Animal. Relatório anual 2020. 2020. 160p. Disponível em: http://abpa-br.org/wp-content/uploads/2020/05/abpa_relatorio_anual_2020_portugues_web.pdf

AMANN, R.P.; HAMMERSTEDT, R.H.; VEERAMACHANENI, D.N.R. The epididymis and sperm maturation - a perspective. Reproduction Fertility and Development, v.5, p.361-381, 1993.

AURICH, J.E.; KÜHNE, A.; HOPPE, H. Seminal plasma effects membrane integrity and motility of equine spermatozoa after cryopreservation. Theriogenology, v.46, p.791-797, 1996.

BARROS, M.H.C.; SHIOMI, H.H.; AMORIM, L.S.; GUIMARÃES, S.E.F.; LOPES, P.S.; SIQUEIRA, J.B.; GUIMARÃES, J.D. Criopreservação de semen de suínos da raça Piau submetidos a três protocolos de congelamento. Revista Brasileira de Zootecnia, v.41, n.4, p.914-922, 2012.

BARROS, T.B.; GUIMARÃES, D.B.; CANTANHÊDE, L.F.; DIAS, A.V.; SOUZA, L.P. FEUGANG, J.M.; TONIOLLI, R. The use of skimmed dried milk as an alternative diluent for the cooling step during the boar semen freezing procedure. Semina Ciências Agrárias (Online), v.36, p.2023-2030, 2015.

BOERKE, A.; DIELEMAN, S.J.; GADELLA, B.M. A possible role for sperm RNA in early embryo development. Theriogenology, v.68, p.147-S155, 2007.

BORTOLOZZO, F. P.; WENTZ, I.; BENNEMANN, P.E.; BERNADI, M. L.; WOLLMANN, E. B.; FERREIRA, F. M.; BORCHART NETO, G. Suinocultura em ação: inseminação artificial na suinocultura tecnificada. Porto Alegre, Brasil: Copyright, 2005. 185p.

BREWIS, I.A.; GADELHA, B.M. Sperm surface proteomics: from proteins lists to biological function. Molecular Human Reproduction, v.16, p.68-79, 2010.

BUSTAMANTE-FILHO, I.C.; SOUZA, A.P.B.; LAZARI, F.L.; ARGENTI, L.E.; WEBER, A. Avaliação seminal em suínos: aplicabilidades das análises proteômicas. Revista Brasileira de Reprodução Animal, v.43, n.2, p.184-195, 2019.

CARDOSO, T.F.; VARELA JUNIOR, A.S.; SILVA, E.F.; GHELLER, S.M.M.; SILVA, A.C.; CORCINI, C.D. Criopreservação de sêmen suíno: alternativas para otimização da técnica. Ciência Animal, v.23, n.2, p. 03-15, 2013.

CEROLINI, S.; MALDJIAN, A.; SURAI, P.; NOBLE, R. Variability, susceptibility to peroxidation and fatty acid composition of boar semen during liquid storage. Animal Reproduction Science, v.58, n.1-2, p.99-111, 2000.

CORCINI, C.D.; VARELA, A.S.; PIGOZZO, R.; RAMBO, G.; GOULARTE, K.L.; CALDERAM, K.; LEON, P.M.M.; BONGALHARDO, D.C.; LUCIA JR., T. Pre-freezing and post-thawing quality of boar sperm for distinct portions of the ejaculate and as a function of protein bands presente in seminal plasma. Livestock Science, v.145, n.1, p.28-33, 2012.

COX, J.; MANN, M. Is proteomics the new genomics? Cell, v.130, p.395–398, 2007.

DEN DAAS, J.H.G.; NIELAND, J.D.; DE JONG, G. The relation between number of spermatozoa inseminated per dose of semen and non-return rates for differents sires. Journal of Dairy Science, v.94, p.320-327, 1992.

FÁVERO, J.A.; FIGUEIREDO, E.A.P. Evolução do melhoramento genético de suínos no Brasil. Revista Ceres, Viçosa, v.56, n.4, p.420-427, 2009.

FUKUDA, A.; OSAWA, T.; ODA, H.; TANAKA, T.; TOYOKUNI, S.; UCHIDA, K. Oxidative stress response in iron-induced acute nephrotoxicity: enhanced expression of heat shock protein 90. Biochemical and Biophysical Research Communications, v.219, p.76-81, 1996.

GAGGINI, T.S. Presença da gota citoplasmática e seus efeitos na morfometria, cromatina e motilidade espermática e identificação de genes candidatos à seleção de parâmetros seminais de suínos. 2017. 134p. (Tese de Doutorado em Ciências Veterinárias). Faculdade de Medicina Veterinária, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017.

GONZÁLEZ-CADAVID, V.; MARTINS, J.A.M.; MORENO, F.B.; ANDRADE, T.S.; SANTOS, A.C.L.; MONTEIRO-MOREIRA, A.C.O.; MOREIRA, R.A.; MOURA, A.A. Seminal plasma proteins of adult boars and correlations with sperm parameters. Theriogenology, v.82, n.5, p.697-707, 2014.

GUIMARÃES, D.B.; BARROS, T.B.; VAN TILBURG, M.F.; MARTINS, J.A.M.; MOURA, A.A.; MORENO, F.B.; MONTEIRO-MOREIRA, A.C.; MOREIRA, R.A.; TONIOLLI, R. Sperm membrane proteins associated with the boar semen cryopreservation. Animal Reproduction Science, v.183, p.27-38, 2017.

GUIMARÃES, D.B.; BARROS, T.B.; CANTANHÊDE, L.F. FEUGANG, J.M.; SOUZA, L.P. TONIOLLI, R. Qualidade espermática durante a curva de resfriamento do sÊmen suíno diluído em água de coco e pó visando sua criopreservação. Ciência Animal Brasileira, v.19, p.1-16, 2018.

HAYES, J.D.; FLANAGAN, J.U.; JOWSEY, I.R. Glutathione transferases. Annual Review of Pharmacology and Toxicology, v.45, p.51–88, 2005.

KILLIAN, G.J.; CHAPMAN, D.A.; ROGOWSKI, L.A. Fertility-associated proteins in Holstein bull seminal plasma. Biology of Reproduction, v.49, p.1202-1207, 1993.

KIM, D. Evaluation of Antifreeze Proteins on Miniature Pig Sperm Viability, DNA Damage, and Acrosome Status during Cryopreservation. Journal of Animal Reproducton and Biotechnology, v.31, n.4, p.355-365, 2016.

KWON, W.S.; OH, S.A.; KIM, Y.J.; RAHMAN, M.S.; PARK, Y.J.; PANG, M.G. Proteomic approaches for profiling negative fertility markers in inferior boar spermatozoa. Scientific Reports, v.5, article 13821, 2015.

LAZARI, F.L. SONTAG, E.R.; SCHNEIDER, A.; MOURA, A.A.A.; VASCONCELOS, F.R.; NAGANO, C.S.; MATTOS, R.C.; JOBIM, M.I.M.; BUSTAMANTE-FILHO, I.C. Proteínas plasmáticas seminal e sua relação com a motilidade e morfologia do esperma em javalis. Andrologia, v.51, n.4, p.1-9, e13222, 2019.

LI, C.; WANG, D.; ZHOU, X. Sperm proteome and reproductive technologies in mammals. Animal Reproduction Science. v.173, p.1-7, 2016.

LI, J.; ROCA, J.; PÉREZ-PATIÑO, C.; BARRANCO, I.; MARTINEZ, E.A.; RODRIGUEZ-MARTINEZ, H.; PARRILLA, I. Is boar sperm freezability more intrinsically linked to spermatozoa than to the surrounding seminal plasma? Animal Reproduction Science, v.195, p.30-37, 2018a.

LI, J.; BARRANCO, I.; TVARIJONAVICIUTE, A.; MOLINA, M.F.; MARTINEZ, E.A.; RODRIGUEZ-MARTINEZ, H.; PARRILLA, I.; ROCA, J. Seminal plasma antioxidants are directly involved in boar sperm cryotolerance. Theriogenology, v.107, n.1, p.27-35, 2018b.

LLAVANERA, M., DELGADO-BERMÚDEZ, A., FERNANDEZ-FUERTES, B.; RECUERO, S.; MATEO, Y.; BONET, S.; BARRANCO, I.; YESTE, M. GSTM3, but not IZUMO1, is a cryotolerance marker of boar sperm. Journal of Animal Science and Biotechnology, v.10, article 61, 2019.

MARTÍN-HIDALGO, D.; MACÍAS-GARCÍA, B.; GARCÍA-MARÍN, L.J.; BRAGADO, M.J.; GONZÁLEZ-FERNÁNDEZ, L. Boar spermatozoa proteomic profile varies in sperm collected during the summer and winter. Animal Reproduction Science, v.219, p.1-10, article 106513, 2020.

MOURA, A.A.H.; CHAPMAN, D.A.; KILLIAN, G.A. Identification of proteins in the acessory sex gland fluid associated with fertility indexes of dairy bulls: a proteomic approach. Journal of Andrology, v.27, p.201–211, 2006.

PEREZ-PATIÑO, C., BARRANCO, I., PARRILLA, I., VALERO, M. L., MARTINEZ, E. A., RODRIGUEZ-MARTINEZ, H.; ROCA, J. Characterization of the porcine seminal plasma proteome comparing ejaculate portions. Journal of Proteomics, v.142, p.15–23, 2016.

PEREZ-PATIÑO, C., PARRILLA, I., BARRANCO, I., BARBERÁN, M.V.; SIMÓ-ALFONSO, E.F.; HERRERO-MARTINEZ, J. M., RODRIGUEZ-MARTINEZ, H., MARTINEZ, E.A. New In-Depth Analytical Approach of the Porcine Seminal Plasma Proteome Reveals Potential Fertility Biomarkers. Journal of Proteome Research, v.17, n.3, 2018. 1065-1076.

PETIT, F.M.; SERRES, C.; BOURGEON, F.; PINEAU, C.; AUER, J. Identification of sperm head proteins involved in zona pellucida binding. Human Reproduction, v.28, n.4, p.852–865, 2013.

PRIETO‐MARTÍNEZ, N.; VILAGRAN, I.; MORATÓ, R.; ÁLAMO, M.M.R.; RODRÍGUEZ‐GIL, J.E.; BONET, S.; YESTE, .M. Relationship of aquaporins 3 (AQP3), 7 (AQP7), and 11 (AQP11) with boar sperm resilience to withstand freeze-thawing procedures. Andrology, v.5, n.6, p.1153-1164, 2017.

RATH, D.; BATHGATE, R.; RODRIGUEZ-MARTINEZ, H.; ROCA, J.; STRZEZEK, J.; WABERSKI, D. Recent advances in boar semen cryopreservation. Society Reproduction and Fertility, Suppl.1, v.66, p.51-66, 2009.

RECUERO, S.; FERNANDEZ-FUERTES, B.; BONET, S.; BARRANCO, I.; YESTE, M. Potential of seminal plasma to improve the fertility of frozen-thawed boar spermatozoa. Theriogenology, v.137, n.1, p.36-42, 2019.

ROCA, J.; HERNÁNDEZ, M.; CARVAJAL, G.; VÁZQUEZ, J.M.; MARTÍNEZ, E.A. Factors influencing boar sperm cryosurvival. Journal of Animal Science, v.84, n.10, p.2692-2699, 2006.

RONCOLETTA, M.; MORANI, E.S.C.; RODRIGUES, L.H.; SILVA, C.; DA, OLIVEIRA, M.A.; FRANCESCHINI, P.H.; RAMOS, P.R.R. Comparação do perfil protéico de membrana de espermatozoides do sêmen fresco, diluído e pós-congelação. Revista Brasileira de Reprodução Animal, v.23, n.3, p.226-228, 1999.

SHIOMI, H.H. Aspectos seminais de suínos da raça Piau: sazonalidade e criopreservação. 2018. 95p. (Tese de Doutorado). Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2018.

STRZEZEK, J.; WYSOCKI, P.; KORDAN, W.; KUKLINSKA, M.; MOGIELNICKA, M.; SOLIWODA, D.; FRASER, L. Proteomics of boar seminal plasma – current studies possibility of their application in biotechnology of animal reproduction. Reproductive Biology. v.5, n.3, p.279–290, 2005.

TONIOLLI, R.; BARROS, T.B.; GUIMARÃES, D.B. Marcadores de congelabilidade: Proteínas e sua relação com a resistência espermática à criopreservação em diferentes varrões. Acta Veterinária Brasílica. v.8, supl. 2, p.332-342, 2014.

TONIOLLI, R.; GUIMARÃES, D.B.; BARROS, T.B. Proteínas do sêmen e sua relação com a resistência à congelação em ejaculados de diferentes varrões. Revista Brasileira de Reprodução Animal, v.41, p.297-311, 2017.

VALENCIA, J.; GÓMEZ, G.; LÓPEZ, W.; MESA, H.; HENAO, F.J. Relationship between HSP90a, NPC2 and L-PGDS proteins to boar semen freezability. Journal of Animal Science and Biotechnology, v.8, article 21, 2017.

VALENCIA, J.; YESTE, M.; QUINTERO-MORENO, A.; NIÑO-CARDENAS, C.P.; HENAO, F.J. Relative content of Niemann-Pick C2 protein (NPC2) in seminal plasma, but not that of spermadhesin AQN-1, is related to boar sperm cryotolerance. Theriogenology, v.45, n.15, p.181-189, 2020.

VILAGRAN, I.; YESTE, M.; SANCHO, S.; CASTILLO, J.; OLIVA, R.; BONET, S. Comparative analysis of boar seminal plasma proteome from different freezability ejaculates and identification of Fibronectin 1 as sperm freezability marker. Andrology, v.3, n.2, p.345-356, 2015.

WATSON, P.F. Recent developments and concepts in the cryopreservation of spermatozoa and the assessment of their post-thawing functions. Reproduction Fertility and Development, v.7, n.4, p.871-891, 1995.

WEBER, A. Maturação espermática no epidídimo suíno: análise proteômica do espermatozoide e regulação hormonal da expressão de β-defensinas. 111p. 2016. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) Centro Universitário UNIVATES, 2016.

YESTE, M. Recent Advances in Boar Sperm Cryopreservation: State of the Art and Current Perspectives. Reproduction in Domestic Animals, v.50, n.S2, p.71-79, 2015.

YESTE, M. Sperm cryopreservation update: Cryodamage, markers, and factors affecting the sperm freezability in pigs. Theriogenology, v.85, n.1, p.47-64, 2016.

YESTE, M.; RODRÍGUEZ‐GIL, J.E.; BONET, S. Artificial insemination with frozen‐thawed boar sperm. Molecular Reproduction Development, v.84, n.9, p.802-813, 2017.

Downloads

Publicado

2022-12-09

Como Citar

TONIOLLI, R. .; GUIMARÃES, D. B. .; ARAÚJO, L. R. S. .; BARROS, T. . B. . CARACTERIZAÇÃO DO PERFIL PROTEÔMICO DO SÊMEN SUÍNO E SUA RELAÇÃO COM A CONGELABILIDADE. Ciência Animal, [S. l.], v. 30, n. 4, p. 92–103, 2022. Disponível em: https://revistas.uece.br/index.php/cienciaanimal/article/view/9759. Acesso em: 21 maio. 2024.

Edição

Seção

Artigos de Revisão