Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/59799
Type: Tese
Title: Duração da espermatogênese e transplante xenogênico de células germinativas de jundiá (Rhamdia quelen)
Authors: Mariana de Araújo da Silva
First Advisor: Luiz Renato de França
metadata.dc.contributor.advisor2: Guilherme Mattos Jardim Costa
Abstract: Devido ao seu rápido crescimento, boa adaptabilidade a diferentes condições ambientais e importância econômica, o jundiá (Rhamdia quelen) representa um excelente modelo experimental para se investigar a estrutura e a função dos testículos e mesmo biotecnologias reprodutivas em teleósteos. O transplante de espermatogônias é uma destas abordagens biotecnológicas e consiste na remoção de células-tronco do testículo de um animal doador e a transferência das mesmas para o testículo de um animal receptor, onde estas células irão se desenvolver e formar espermatozoides maduros com características genéticas do doador. Em peixes teleósteos, esta técnica foi desenvolvida com sucesso em nosso laboratório, utilizando-se a tilápia-nilótica (Oreochromis niloticus) como modelo experimental para o transplante alogênico. No presente estudo, investigamos a viabilidade do transplante xenogênico utilizando-se a tilápia-nilótica como modelo receptor para o desenvolvimento das espermatogônias-tronco de jundiá. Após o transplante, observamos que o microambiente somático da gônada da tilápianilótica é capaz de permitir a colonização, proliferação e diferenciação de células-tronco espermatogoniais de jundiá transplantadas. Assim, este estudo foi pioneiro em demonstrar a produção de espermatozoides após o transplante xenogênico entre espécies pertencentes à diferentes ordens taxonômicas, indicando que, diferentemente de mamíferos, os testículos de peixes apresentam grande plasticidade filogenética em relação aos fatores necessários ao desenvolvimento de espermatogênese exógena. Ainda, buscando a melhor compreensão das características reprodutivas do jundiá, realizamos experimentos para descrever a morfologia de suas células germinativas, bem como estimar a duração da espermatogênese nesta espécie. Desta maneira, à semelhança de outras espécies de peixes, demonstramos que drástica redução do volume nuclear das células germinativas ocorre durante a espermatogênese. Esta diminuição volumétrica é observada particularmente na fase espermatogonial (de espermatogônias indiferenciadas a espermatogônias do tipo B), bem como do final das fases meióticas até final da fase espermiogênica (entre diplótenos e espermátides finais). Numa outra vertente desta investigação, através de análises imunohistoquímicas do testículo de jundiá, feitas após a injeção de BrdU em diferentes intervalos de tempos, observamos que a duração conjunta das fases meiótica e espermiogênica nesta espécie foi muito curta, requerendo cerca de 7 dias para a diferenciação de espermatócitos primários iniciais em espermatozoides. No entanto, apesar desta duração ser similar àquela encontrada para tilápia-nilótica mantidas na mesma temperatura (30oC), observamos que, em comparação ao transplante entre tilápias, maior intervalo de tempo é requerido para a produção de espermatozoides exógenos após o transplante xenogênico de jundiá para tilápias. Neste sentido, mais estudos se fazem necessários para compreender os aspectos fisiológicos envolvidos na adaptação e colonização de espermatogônias-tronco de jundiás no ambiente testicular (nicho espermatogonial) de tilápias-nilóticas após o transplante. Finalmente, além de melhor compreender os aspectos referentes a fisiologia testicular e a biologia reprodutiva de jundiás, os estudos por nós aqui desenvolvidos propiciam um cenário bastante alvissareiro em relação a utilização da tilápia-nilótica para se produzir espermatozoides de outras espécies de teleósteos que estejam ameaçadas de extinção e/ou que apresentem interesse comercial em aquacultura.
Abstract: Due to its rapid growth, good adaptability to different environmental conditions and economic importance, the jundiá (Rhamdia quelen) represents an excellent experimental model to investigate the structure and function of the testes and even reproductive biotechnologies in teleosts. Spermatogonial transplantation is one of these biotechnological approaches and consists of removing stem cells from the testicle of a donor animal and transferring them to the testicle of a recipient animal, where these cells will develop and form mature sperm with genetic characteristics of the donor. In teleost fish, this technique was successfully developed in our laboratory, using nilotic tilapia (Oreochromis niloticus) as an experimental model for allogeneic transplantation. In the present study, we investigated the feasibility of xenogeneic transplantation using nilotic tilapia as a recipient model for the development of jundiá stem spermatogonia. After transplantation, we observed that the somatic microenvironment of the tilapianilotic gonad is capable of allowing the colonization, proliferation and differentiation of transplanted jundiá spermatogonial stem cells. Thus, this study was a pioneer in demonstrating sperm production after xenogeneic transplantation between species belonging to different taxonomic orders, indicating that, unlike mammals, fish testes show great phylogenetic plasticity in relation to the factors necessary for the development of exogenous spermatogenesis. Furthermore, seeking to better understand the reproductive characteristics of jundiá, we carried out experiments to describe the morphology of its germ cells, as well as estimate the duration of spermatogenesis in this species. In this way, similar to other fish species, we demonstrate that a drastic reduction in the nuclear volume of germ cells occurs during spermatogenesis. This volumetric decrease is particularly observed in the spermatogonial phase (from undifferentiated spermatogonia to type B spermatogonia), as well as from the end of the meiotic phases to the end of the spermiogenic phase (between diplotenes and final spermatids). In another aspect of this investigation, through immunohistochemical analyzes of jundiá testis, carried out after injection of BrdU at different time intervals, we observed that the combined duration of the meiotic and spermiogenic phases in this species was very short, requiring around 7 days for the differentiation of early primary spermatocytes into spermatozoa. However, although this duration is similar to that found for nilotic tilapia kept at the same temperature (30oC), we observed that, compared to transplantation between tilapia, a longer period of time is required for the production of exogenous spermatozoa after xenogeneic jundiá transplantation. for tilapia. In this sense, more studies are necessary to understand the physiological aspects involved in the adaptation and colonization of catfish stem spermatogonia in the testicular environment (spermatogonial niche) of nilotic tilapia after transplantation. Finally, in addition to better understanding the aspects relating to the testicular physiology and reproductive biology of jundiás, the studies developed by us here provide a very promising scenario in relation to the use of nilotic tilapia to produce sperm from other teleost species that are threatened. of extinction and/or that have commercial interest in aquaculture.
Subject: Biologia Celular
Células Germinativas
Espermatogênese
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/59799
Issue Date: 29-Mar-2016
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