Модернизация состава криопротекторных сред для интраовариальной витрификации женских гамет Sus scrofa domesticus

Цель. Комплексный анализ морфофункционального состояния соматических (кумулюс) и половых (ооциты) клеток Sus scrofa domesticus, подвергшихся интраоварильной витрификации с использованием диметилглицеролата кремния (ДМГК).

Материалы и методы. Фрагменты яичников (ФЯ) свиней размером 15×20 мм поэтапно выдерживали в приготовленных на фосфатно-солевом буферном растворе (ФСБ) с 20% фетальной бычьей сыворотки (ФБС) криопротекторных агентах (КПА): 25 мин. в КПА-1, состава 7,5% ЭГ (этиленгликоль) с 7,5% ДМСО (диметилсульфоксид) и 15 мин. в КПА-2 (15% ЭГ с 15% ДМСО и 0,5 М сахарозы). Состав опытной группы КПА-2 модифицировали введением диметилглицеролата кремния в концентрациях 2%, 6% или 10%. ФЯ хранили в жидком азоте. Девитрифицировали ФЯ экспонированием в растворе 1 (80% ФСБ, 20% ФБС, 0,5 моль/л сахарозы) – 1 минуту и растворе 2 (80% ФСБ, 0,25 моль/л сахарозы) 5 минут. Анализу подвергались следующие показатели криорезистентности девитрифицированных ооцит-кумулюсных комплексов (ОКК): степень экспансии клеток кумулюса, морфология ооцитов и функциональный статус липидома женских гамет (интенсивность флюоресценции комплекса Nile red/ липидная капля - ИФЛК)

Результаты. Введение в состав криопротекторных сред ДМГК снижало уровень денудированных ооцитов после витрификации. Распределение долей гамет по степени экспансии клеток кумулюса (низкая, средняя, высокая) в опытной группе с 10% ДМГК имело тенденцию к распределению выше обозначенного показателя в группе нативных клеток. Уровень нативных ооцитов с признаками морфологической дегенерации (7,7%) не имел достоверных различий с уровнем интраовариально витрифицированных с 10% ДМГК (11%) гамет. Доля нативных гамет с низкой ИФЛК (38,9%) превысила уровень ооцитов с вышеуказанным показателем, подвергшихся витрификации в контрольной (16,5%) и опытных группах клеток с введением 6% ДМГК (4,8%) и 10% ДМГК (11,8%, P<0,001).

Заключение. В целом, комплексный мониторинг показателей криорезистентности ОКК Sus scrofa domesticus, подвергшихся интраовариальной витрификации, выявил криопротекторные свойства ДМГК. Эффект носил дозозависимый характер и выражался в стабилизации ооцит-кумулюсной коммуникации, снижении уровня ооцитов с признаками морфологической дегенерации, и особенностях функционирования липидома в интраовариально витрифицированных с использованием ДМГК в различных концентрациях женских гамет.

1. Karcz A. Development of a Microfluidic Chip Powered by EWOD for In Vitro Manipulation of Bovine Embryos / A. Karcz, A. Van Soom, K. Smits, S. Van Vlierberghe, R. Verplancke, O.B. Pascottini, E. Van den Abbeel, J. Vanfleteren, // Biosensors. – 2023 – V.13. – No 4. – P. 419. DOI:10.3390/bios13040419.

2. Makarevich A. Possibilities of cattle ovarian tissue conservation: a mini-review / A. Makarevich, M. Foldesiova, L. Olexikova, E. Kubovicova, P. Chrenek // Slovak Journal of Animal Science. – 2017. – V. 50 (3). – P. 128-133. ISSN 1337-9984

3. Chen H. Advantages of vitrification preservation in assisted reproduction and potential influences on imprinted genes / H. Chen, L. Zhang, L. Meng, L. Liang, C. Zhang // Clinical Epigenetics. – 2022. – V.14. – P. 141. DOI:10.1186/s13148-022-01355-y.

4. Campos L.B. Vitrification of collared peccary ovarian tissue using open or closed systems and different intracellular cryoprotectants / L.B. Campos, A.M. da Silva, E.C.G. Praxedes // Cryobiology. – 2019. – No. 91. – P. 77-83.

5. Santos R.R. Cryopreservation of ovarian tissue: an emerging technology for female germline preservation of endangered species and breeds / R.R. Santos, C. Amorim, S. Cecconi, M. Fassbender, M. Imhof, J. Lornage, M. Paris, V. Schoenfeldt, B. Martinez-Madrid // Animal reproduction science. – 2010. – V. 122(3-4). – P. 151-163. Doi:10.1016/j.anireprosci.2010.08.010

6. Succu S. Vitrification of In Vitro Matured Oocytes Collected from Adult and Prepubertal Ovaries in Sheep / S. Succu, E. Serra, S. Gadau, A. Varcasia, F. Berlinguer // Journal of visualized experiments: JoVE . – 2021. – 173: 10.3791/62272. DOI:10.3791/62272.

7. Исакова М.Н. Разработка новых лекарственных композиций на основе бактериоцина-низина, с последующей оценкой их антимикробной активности / М.Н. Исакова, Я.Ю. Лысова, Т.Г. Хонина // Ветеринария. – 2023. – №7. – С. 43-49. DOI:10.30896/0042-4846.2023.26.7.43-49.

8. Шадрина Е. В. Синтез и свойства полиолатов кремния и гидрогелей на их основе: автореф. дис. … канд. хим. наук: 02.00.03 / Е.В. Шадрина; Ин-т орган. синтеза им. И. Я. Постовского Урал. отд-ния Рос. акад. наук. — Екатеринбург, 2011. — 36 с. — Библиогр.: с. 24-26 (21 назв.).

9. Старикова Д.А. Особенности функциональной активности липидома в ооцитах Sus scrofa domesticus при интраовариальной витрификации /Д.А. Старикова, Т.И. Кузьмина // Аграрный вестник Урала. – 2022. – № 12 (227). – С. 62‒72. DOI: 10.32417/1997-4868-2022-227-12-62-72.

10. Станиславович Т.И. Влияние интраовариальной витрификации на показатели криорезистентности ооцит-кумулюсных комплексов свиней / Т.И. Станиславович, Т.И. Кузьмина, А.В. Молчанов // Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. – 2019. – №4. – C. 65-69.

11. Алимова А.Д. Влияние диметилглицеролата кремния на ооцит-кумулюсные комплексы свиней при культивировании in vitro / А.Д. Алимова, Т.И. Кузьмина // Ветеринария. 2020. № 9. С. 46–49. DOI: 10.30896/0042-4846.2020.23.9.46-49

12. Патент RU 2322448 C2 / 10.01.2006 Сольватокомплексы глицератов кремния и титана, обладающие транскутанной активностью, и глицерогели на их основе // Патент России № 2322448 C2 / Хонина Т.Г., Чупахни О.Н., Ларионов Л.П., Бояковская Т.Г., Суворов А.Л.

13. Грачева И.В. Низкотемпературная консервация коллекционных штаммов холерных вибрионов / И.В. Грачева, А.В. Осин // Проблемы особо опасных инфекций. – 2014. – №. 4. – С. 39-42.

14. de Andrade Melo-Sterza F. Lipid Metabolism in Bovine Oocytes and Early Embryos under In Vivo, In Vitro, and Stress Conditions / F. de Andrade Melo-Sterza, R. Poehland // International journal of molecular sciences. – V. 22(7):3421. DOI: 10.3390/ijms22073421.

15. Okotrub K.A. Lipid Droplet Phase Transition in Freezing Cat Embryos and Oocytes Probed by Raman Spectroscopy / K.A. Okotrub, V.I. Mokrousova, S.Y. Amstislavsky, N.V. Surovtsev // Biophysical journal. – 2018. – V.115. – No 3. – P. 577-587. DOI:10.1016/j.bpj.2018.06.019.