Terapia recombinante com Fsh e Lh para indução da desova de teleósteos pré-vitelogênicos e com parada espermatogênica precoce, a tainha-cinzenta (Mugil cephalus)

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 6563 (2022) Citar este artigo

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Com a expansão e diversificação da aquicultura global, continuam os esforços para desenvolver novas biotecnologias para a reprodução assistida em espécies que apresentam disfunções reprodutivas. Os machos de tainha cinzenta (Mugil cephalus) mantidos em condições intensivas na região do Mediterrâneo não produzem leite fluentemente e a maioria das fêmeas é interrompida na pré-vitelogênese. As injeções semanais de hormônio folículo estimulante recombinante (rFsh) e hormônio luteinizante (rLh) induziram e completaram a vitelogênese em mulheres tratadas (n = 21), e os homens tratados produziram espermatozoides fluentes (n = 9). A aplicação de uma dose de priming de 30 µg kg−1 rLh e dose de resolução de 40 mg kg−1 de Progesterona, ou doses de priming e resolução de 30 µg kg−1 rLh, resultou na indução de maturação, ovulação e desova espontânea com um sucesso de desova de 85% (8 de 9 fêmeas) e 100% (n = 6), respectivamente. Os ovos coletados tiveram 63 ± 21% de fertilização com desenvolvimento embrionário e 58 ± 23% de eclosão. Em comparação, os indivíduos controle não apresentaram avanços no desenvolvimento gonadal e não produziram espermatozoides fluentes. Os presentes resultados confirmam a possibilidade de controlar a oogênese desde a pré-vitelogênese até a conclusão da maturação e desova em tanques fertilizados usando exclusivamente rFsh e rLh em uma espécie de teleósteo.

A aquicultura intensiva procura formas de melhorar o controlo reprodutivo, especialmente em espécies reprodutivamente disfuncionais, para garantir o fornecimento de alevinos para produção comercial em grande escala. O desenvolvimento de protocolos de cultura não só garantirá um fornecimento consistente e sustentável para as operações de engorda, mas também permitirá melhorias genéticas através da reprodução selectiva. O sucesso dos protocolos de cultura irá, por sua vez, aliviar a pressão da pesca sobre as unidades populacionais naturais que, em muitos casos, estão comprometidas. Uma parte essencial para fornecer um abastecimento confiável de juvenis é controlar a reprodução de peixes adultos mantidos em cativeiro. No entanto, algumas espécies não completam a reprodução em cativeiro e terapias hormonais exógenas têm sido empregadas para desenvolver a produção aquícola.

Os dois estágios reprodutivos, gametogênese (oogênese e espermatogênese) e maturação (maturação oocitária e espermiação) são controlados por diferentes hormônios reprodutivos produzidos na hipófise e nas gônadas, ou seja, hormônios gonadotrofinas (Gths) e esteróides1. As terapias hormonais baseadas em hormônios liberadores de gonadotrofinas e agonistas dos receptores do hormônio luteinizante (gonadotrofinas coriônicas humanas ou extratos hipofisários) são comumente usadas para controlar a fase de maturação, enquanto o controle hormonal da gametogênese é raramente usado na indústria da aquicultura2. A utilização de hormonas gonadotrofinas recombinantes (rGths) relativamente novas, as hormonas folículo-estimulantes recombinantes (rFsh) e luteinizantes (rLh), pode abrir novas estratégias na aquicultura para tratar distúrbios reprodutivos e desenvolver programas de reprodução fora de época3. Para tanto, diferentes tratamentos in vivo têm sido desenvolvidos, focados principalmente nas fases finais de maturação e espermiação/ovulação por meio de injeções simples ou duplas de rGths4,5. No entanto, as espécies de peixes paradas nas fases iniciais do ciclo reprodutivo requerem controlo da gametogénese, com tratamentos a longo prazo de injecções repetidas que mantêm níveis plasmáticos elevados de Gths3 específicos. No caso dos machos, foram descritas diferentes abordagens bem-sucedidas a longo prazo para a enguia europeia imatura (Anguilla anguilla)6 e o linguado senegalês maduro (Solea senegalensis)7,8. No caso das mulheres, tem sido difícil definir tratamentos semelhantes a longo prazo para produzir gametas viáveis a partir de mulheres presas antes da vitelogênese. Um avanço significativo foi alcançado com o tratamento a longo prazo de fêmeas pré-vitelogênicas de tainha cinzenta (Mugil cephalus) com rFsh e rLh para completar com sucesso a vitelogênese9. Entretanto, após a indução da maturação com rLh e Progesterona (P4), as fêmeas mantidas com machos espermadores não conseguiram desovar espontaneamente. Portanto, os gametas foram despojados e fertilizados artificialmente e obteve-se um baixo percentual de fertilização (<1%), o que questionou a viabilidade do processo para fins de aquicultura. Porém, apesar da baixa fertilização, o estudo demonstrou a possibilidade de utilização de rFsh e rLh para induzir a oogênese a partir da pré-vitelogênese para obtenção de ovos e larvas em condições intensivas e incentivou novas pesquisas para melhorar os resultados obtidos.

2.25 years) although not all females that were held for this time had started vitellogenesis./p> 200 µm). Weekly doses were maintained at 12 µg kg−1 during vitellogenesis. As vitellogenesis progressed and when mean diameter of the most developed oocytes was ≥ 300 µm, females received in addition a weekly administration of rLh at rising doses. Initially an rLh dose of 2.5 µg kg−1 was given and maintained until females entered into late-vitellogenesis (≥ 400 µm)17 and was then increased to 4 and 6 μg kg−1. At an oocyte diameter of ~ 500 µm, weekly rFsh doses were reduced to 4 μg kg−1 while rLh was increased to 9 μg kg−1. A combination of 4 μg kg−1 rFsh and 12 μg kg−1 rLh per week was administered until vitellogenic growth was completed. The completion of oocyte growth was determined when oocytes were deemed approaching maturation; microscopic examination showed that the most developed oocytes were nearing 600 µm in diameter. The nine females in the control group were also manipulated each week and were injected with saline solution (1 mL) a total of twelve times./p> 200 µm) and vitellogenic growth was maintained with a dose of 12 µg kg−1 per week. When the mean diameter of the largest oocytes was ≥ 300 µm, in addition to rFsh, rLh was administered in increasing doses. Initially an rLh dose of 2.5 µg kg−1 was given and maintained until females presented ≥ 400 µm oocytes and was raised to 4 and 6 μg kg−1. At ~ 500 µm diameter, weekly rFsh doses were reduced to 4 μg kg−1 whereas rLh was increased to 9 μg kg−1. A combination of 4 μg kg−1 rFsh and 12 μg kg−1 rLh per week were administered until vitellogenic growth was completed (~ 600 µm). Each point corresponds to a weekly administration. This scheme represents the longest pattern of administration of those females that required a total of thirteen weeks to complete vitellogenic growth./p> 25 μm s−1 and fast progressive sperm to have a straightness (SRT = VSL/VAP × 100) of > 80% and a VCL of > 80 μm s−1. All samples were analysed on the day of the collection and 48 h after collection. Samples collected at the end of the experiment (week 13) were also analysed on days 1, 4, 6, 8, 11, 13 and 15 after collection./p> 50%) were obtained from oocytes treated with P4 (4000, 1000, 500 and 50 ng mL−1) or 100 ng mL−1 of rLh (Supplementary Fig. S6). All oocytes treated with P4 and oocytes treated with 400, 200 and 100 ng mL−1 of rLh had significantly (P < 0.05) higher percentages (> 34%) of ovulation than untreated oocytes (control) and oocytes treated with rFsh or 10 ng mL−1 of rLh (< 8%). Oocytes treated with 50 ng mL−1 of rLh had a percentage of ovulation (21.3 ± 18.5%) that was intermediate between the highest and lowest ovulation groups./p>