Анализ морфологии ооцит-кумулюсных комплексов Sus scrofa domesticus, подвергшихся воздействию низких и сверхнизких температур

Актуальность. Приоритетная задача репродуктивных технологий в животноводстве — разработка эффективных протоколов хранения женских гамет. Одним из способов их сохранения является витрификация, снижающая повреждения внутриклеточных органелл за счет увеличения вязкости при охлаждении и минимизации кристаллизации. Для оптимизации используются различные добавки к криопротекторам.

Методы. В данной работе использован тетраполиэтиленгликолят титана в 10-кратном мольном избытке полиэтиленгликоля (TTP_EG*10PEG), характер действия которого на клетки исследовали при краткосрочном хранении в условиях низких (5 °С) и сверхнизких (-196 °С) температур.

Цель исследования — комплексный анализ морфологии половых и соматических клеток (кумулюс) овариальных фолликулов свиней после воздействия низких и сверхнизких температур (витрификация) при включении в протокол низкотемпературного хранения и витрификации TTP_EG*10PEG.

Результаты. Воздействие 2% TTP_EG*10PEG при 5 °С вызывало снижение уровня ооцитов с признаками морфологической дегенерации в сравнении с контролем (с 13 до 5%, р = 0,005). После витрификации с TTPEG*10PEG: уровень гамет с низкой экспансией клеток кумулюса увеличился до 35% в сравнении с долей контрольных гамет (23%); доля денудированных гамет была снижена до 50% в сравнении с контрольными 65% (р < 0,05); уровень морфологически дегенерированных гамет соответствовал таковому у нативных ооцитов (8%) и был ниже, чем в контроле (17%, р < 0,005). Полученные данные свидетельствуют о протекторном и криопротекторном эффектах TTP_EG*10PEG в концентрации 2%, что предполагает возможность его использования в технологии интраовариальной витрификации женских репродуктивных клеток.

1. Kuzmina Т.I., Chistyakova I.V. Evaluation of developmental competence of Sus scrofa domesticus (L.) oocyte-cumulus complexes after intra- and extraovarian vitrification. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021; 25(6): 613– 619. https://doi.org/10.18699/VJ21.069

2. Amstislavsky S., Mokrousova V., Brusentsev E., Okotrub K., Comizzoli P. Influence of Cellular Lipids on Cryopreservation of Mammalian Oocytes and Preimplantation Embryos: A Review. Biopreservation and Biobanking. 2019; 17(1): 76–83. https://doi.org/10.1089/bio.2018.0039

3. Хонина Т.Г., Сафронов А.П., Иваненко М.В., Чупахин О.Н., Пушин В.Г. Полиэтиленгликоляты титана и гидрогели на их основе. Известия Академии наук. Серия химическая. 2014; 7: 1639–1642. https://elibrary.ru/takvjf

4. Иваненко М.В., Хонина Т.Г., Чупахин О.Н. Фармакологически активные кремнийтитансодержащие гидрогели на основе полиолатов. Материалы XIV молодежной конференции по органической химии. Екатеринбург. 2011; 109–112.

5. Albertini D.F., Combelles C.M., Benecchi E., Carabatsos M.J. Cellular basis for paracrine regulation of ovarian follicle development. Reproduction. 2001; 121(5): 647–653. https://doi.org/10.1530/rep.0.1210647

6. Tanghe S., Van Soom A., Nauwynck H., Coryn M., de Kruif A. Minireview: Functions of the cumulus oophorus during oocyte maturation, ovulation, and fertilization. Molecular Reproduction and Development. 2002; 61(3): 414–424. https://doi.org/10.1002/mrd.10102

7. Gilchrist R.B., Lane M., Thompson J.G. Oocyte-secreted factors: regulators of cumulus cell function and oocyte quality. Human Reproduction Update. 2008; 14(2): 159–177. https://doi.org/10.1093/humupd/dmm040

8. Bartkova A. et al. Characterization of porcine oocytes stained with Lissamine Green B and their developmental potential in vitro. Animal reproduction. 2020; 17(4): e20200533. https://doi.org/10.1590/1984-3143-AR2020-0533

9. Хонина Т.Г., Чупахин О.Н., Ларионов Л.П., Бояковская Т.Г., Суворов А.Л. Сольватокомплексы глицератов кремния и титана, обладающие транскутанной активностью, и гидрогели на их основе. Патент № 2322448 Российская Федерация. Дата начала отсчета срока действия патента: 10.01.2006. Опубликовано: 20.04.2008. https://elibrary.ru/urbray

10. Старикова Д.А., Кузьмина Т.И., Хонина Т.Г. Оценка цитотоксичности гидрогелей кремния на ооцитах свиней при интраовариальной витрификации. Ветеринария и кормление. 2023; 6: 71–74. https://doi.org/10.30917/ATT-VK-1814-9588-2023-6-16

11. Coticchio G. et al. Oocyte maturation: gamete-somatic cells interactions, meiotic resumption, cytoskeletal dynamics and cytoplasmic reorganization. Human Reproduction Update. 2015; 21(4): 427–454. https://doi.org/10.1093/humupd/dmv011

12. Khonina T.G., Safronov A.P., Ivanenko M.V., Shadrina E.V., Chupakhin O.N. Features of silicon- and titanium-polyethylene glycol precursors in sol-gel synthesis of new hydrogels. Journal of Materials Chemistry B. 2015; 3(27): 5490–5550. https://doi.org/10.1039/C5TB00480B

13. Zierden M.R., Valentine A.M. Contemplating a role for titanium in organisms. Metallomics. 2016; 8(1): 9–16. https://doi.org/10.1039/c5mt00231a

14. Paredes A., Loh B.M., Peduzzi O.M., Reig A.J., Buettner K.M. DNA Cleavage by a De Novo Designed Protein-Titanium Complex. Inorganic Chemistry. 2020; 59(16): 11248–11252. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.0c01707