Влияние витрификации на статус хроматина ооцит-кумулюсных комплексов SusScrofaDomesticus

Успешное решение проблемы сохранения жизнеспособности девитрифицированных донорских ооцитов свиней позволит значительно интенсифицировать инновационные клеточные репродуктивные и ДНК-технологии, благодаря созданию криобанка женских гамет с положительными качественными характеристиками. Создание эффективной модели витрификации и сред для культивирования замороженно-оттаянных ооцит-кумулюсных комплексов - важная задача крио- и эмбриотехнологов. Наночастицы высокодисперсного кремнезема (нВДК) обладающие, в силу своих структурных особенностей, рядом важных свойств (высокая сорбционная емкость белков, отсутствие аллергенного и токсического воздействия на клетки, активация репаративных процессов, антиоксидантные эффекты), могут быть предложены в качестве потенциальных составляющих криопротекторов и сред для культивирования девитрифицированных клеток. В исследовании идентифицированы эффекты 0,001% нВДК на статус хроматина нативных и девитрифицированных ооцит-кумулюсных комплексов Sus Scrofa Domesticus при культивировании in vitro. 0,001% нВДК не оказывали цито- и генотоксического действия как на нативные, так и на девитрифицированные ооцит-кумулюсные комплексы в процессе культивирования, более того, снижали уровень деструктивных процессов (апоптоз, пикноз), спровоцированных воздействием сверхнизких температур (витрификация). Выявлен криопротекторный эффект 0,001% нВДК на девитрифицированные соматические (кумулюс) и половые (ооциты) клетки овариальных фолликулов SusScrofaDomesticus после процедуры замораживания/оттаивания и культивирования в течение 44 часов. Введение 0,001% нВДК в состав криопротекторных и культуральных сред положительно сказывалось на морфофункциональном состоянии клеток кумулюса после процедуры витрификации и культивирования. Доля клеток с компактным кумулюсом, обработанных 0,001% нВДК, после девитрификации возрастает с 33 % до 48 %, P<0,01. А доля ооцитов с кумулюсом в высокой степени экспансии после 44 часов культивирования с 0,001% нВДК составила 61 % против 39 %, P<0,05 в контроле. Использование нВДК в этапах технологии витрификации ооцит-кумулюсных комплексов вызывало снижение доли апоптотических клеток (TUNEL-тест) в кумулюсе с 54 % до 35 %, P<0,05. Уровень созревших девитрифицированных ооцитов, подвергшихся воздействию нВДК, увеличился с 33% в контроле до 59 %, P<0,001. Полученные результаты позволяют рекомендовать использование 0,001% нВДК в этапах технологии витрификации ооцитов свиней.

витрификация, ооцит-кумулюсные комплексы, созревание in vitro, апоптоз

1. Khalili M. A. Vitrification of human immature oocytes before and after in vitro maturation: a review / M. A. Khalili, А. Shahedi, S. A. Nottola, S. Ashourzadeh, G. Macchiarelli, M. G. Palmerini, J. Assist // Reprod. Genet. - 2017. - V.34. - P.1413-1426.

2. Kuwayama M. Vitrifacation of human oocyte // Reproductive BioMedcine. - 2010. - V.20. - P.538-539.

3. Ogawa B. Developmental ability of porcine in vitro matured oocytes at the meiosis II stage after vitrification / B. Ogawa, S. Ueno, N. Nakayama, H. Matsunari, K. Nakano, T. Fujiwara, Y. Ikezawa, H. Nagashima // J Reprod Dev. - 2010. - V.56. - P.356-361.

4. Kikuchi K. Morphological features of lipid droplet transition during porcine oocyte fertilisation and early embryonic development to blastocyst in vivo and in vitro / K. Kikuchi, H. Ekwall, P. Tienthai, Y. Kawai, J. Noguchi, H. Kaneko and H. Rodriguez-Martinez // Zygote. - 2002. - V.10. - P.355-366.

5. Novichkova D. Effects of highly dispersed silica nanoparticleson morphology of lipid droplets in growing or fully grown porcine oocytes / D. Novichkova, T. Kuzmina // Reproduction in Domestic Animals. - 2018. - V.53. - P.173-174.

6. Новичкова Д. А. Воздействие кремнийсодержащих соединений на липидом ооцитов Sus scrofa domesticus / Д. А. Новичкова, Т. И. Кузьмина, Т. Г. Хонина // Технологии живых систем. - 2018. - №5. - С.58-63.

7. Nagashima H. Removal of cytoplasmic lipid enhances the tolerance of porcine embryos to chilling / H. Nagashima, N. Kashiwazaki, R.J. Ashman, C.G. Grupen, R.F. Seamark, M.B. Nottle // Biol Reprod. - 1994. - V.51. - P.618-622.

8. Галаган Н. П. Биофункциональные наноматериалы на основе высокодисперсного кремнезема, белка и аминоуглеводов / Н. П. Галаган, Н. Ю. Клименко, И. Л. Орел, Е. А. Новикова, В. В. Туров // Biopolymers and Cell. - 2010. - Т.26(3). - С.205-213.

9. Геращенко И. И. Мембранотропные свойства наноразмерного кремнезема // Поверхность. - 2009. - №.1.(16). - С.288-306.

10. Савченко Д. С. Изучение антиоксидантных свойств нанокомпозита высокодисперсного кремнезема с наночастицами серебра / Д. С. Савченко // Медицина и образование в Сибири. - 2013. - №6. - С.16.

11. Kuzmina T. I. Cytoprotective effect of highly dispersed silica nanoparticles on the viability of granulosa from porcine follicles / T. I. Kuzmina, T. I. Stanislavovich, V. Yu. Kravtsov // Russian Journal of Developmental Biology. - 2018. - V.49. - №4S. - P.22-23.

12. Кузьмина Т. И. Воздействие наночастиц высокодисперсного кремнезема на хроматин соматических клеток фолликулов свиньи / Т. И. Кузьмина, Д. А. Новичкова, И. В. Чистякова, О. А. Епишко // Ветеринария. - 2017. - №2. - С.43-45.

13. Бойцева Е. Н. Влияние наночастиц высокодисперсного кремнезема на апоптоз сперматозоидов Bos Taurus / Е. Н. Бойцева, Н. В. Бычкова, Т. И. Кузьмина // Цитология. - 2017. - Т.59. - №5. - С.375-380.

14. Настасієнко Н. С. Дослідження біологічної активності кремнеземів, модифікованих дитатриметилсілільними групамиі сорбітом, повідношенню до сперматозоїдів биків методом фотон-кореляційної спектроскопії / Н. С. Настасієнко, П. О. Кузема, Н. П. Галаган, В. А. Покровський // Фізика живого. - 2010. - Т.18. - №3. - С.99-106.

15. Зюзюн А. Б. Застосування наноматеріалу в ембріогенетичній системі in vitro отримання ембріонів свиней / А. Б. Зюзюн, О. В. Щербак, О. С. Осипчук, С. І. Ковтун, В. В. Дзіцюк // Фактори експериментальної еволюції організмів. - 2015. - Т.17. - С.164-168.

16. Кузьмина Т. И. Моделирование систем созревания ооцитов свиней in vitro / Т.И. Кузьмина, Д.А. Новичкова, Н.А. Волкова // Сельскохозяйственная биология. - 2013. - №2. - С.52-57.

17. Tarkowski A. An air-diying method for chromosomal preparation from mouse eggs / A. Tarkowski // Cytogenetic. - 1966. - V.1. - P.394-400.

18. Eppig John J. The mammalian oocyte orchestrates the rate of ovarian follicular development / John J. Eppig, К. Wigglesworth and Frank L. Pendola // Developmental Biology. - 2002. - V.99. - №.5. - P.2890-2894.