La stagionalità riproduttiva influenza la raccolta degli oociti e la competenza allo sviluppo, ma non la recettività uterina nella specie bufalina

L’ottimizzazione della riproduzione al di fuori della stagione riproduttiva è un fattore chiave per aumentare l’efficienza riproduttiva e produttiva delle mandrie. Per quanto concerne gli aspetti riproduttivi, la specie bufalina è definita poliestrale tendenzialmente stagionale, con una stagione riproduttiva favorevole (FBS) simile alle pecore, che inizia quando c’è una diminuzione delle ore di luce diurna (cd. specie a giorno breve). In questo contesto, la FBS delle bufale si ha durante l’autunno e l’inverno, con conseguente concentrazione della stagione dei parti in autunno: ciò influenza la produzione di latte, che si concentra durante la primavera e l’estate quando la domanda è generalmente maggiore. Ricorrere alle tecniche di riproduzione assistita (ART) è da sempre un’alternativa per migliorare l’efficienza riproduttiva di questa specie, anche durante la stagione non favorevole. Ad esempio, l’inseminazione strumentale a tempo fisso (FTAI) rappresenta una pratica per ridurre al minimo questo problema. Tuttavia, protocolli utilizzati con successo durante la FBS (come il protocollo Ovsynch) risultano in tassi di gravidanza bassi al di fuori della stagione riproduttiva (NBS). Pertanto, l’uso di embrioni prodotti in vivo (IVD) o il prelievo di oociti per via transvaginale eco-guidata da destinare alla produzione di embrioni in vitro (OPU-IVEP) sono strategie promettenti per ridurre al minimo la stagionalità dell’allevamento ed ottimizzare l’efficienza produttiva.

L’IVD è una tecnica molto utile ed accessibile rispetto all’OPU-IVEP per aumentare l’efficienza riproduttiva. Tuttavia, diversi studi hanno messo in evidenza che gli ovidutti dei bufali superovulati non sono in grado di catturare gli ovociti durante la IVD, il che si traduce in bassi tassi di recupero di embrioni dai donatori. Pertanto, l’uso della tecnica OPU-IVEP è attualmente la migliore strategia per controbilanciare la stagionalità riproduttiva delle bufale, anche se alcuni parametri chiave, come la qualità degli oociti, sono influenzati dalla stagione. I risultati della tecnica OPU-IVEP sono influenzati dalla competenza degli oociti, che è direttamente correlata alla fisiologia ovarica. In tale contesto, i bufali mostrano un ciclo a due ondate, una dimensione del follicolo dominante di 7,2 mm ed un numero inferiore di follicoli e follicoli antrali reclutati per ondata follicolare rispetto ai bovini. Sebbene ci siano alcune indicazioni che lo stress da calore possa influire sulla qualità degli oociti più della stagionalità, questa qualità e, di conseguenza, la competenza allo sviluppo degli embrioni derivati, è influenzata negativamente dalla stagionalità. L’espressione di alcuni geni legati allo stress da calore come HSP70 è risultata aumentata negli oociti raccolti da bufali donatori durante la NBS. Allo stesso modo, nelle blastocisti prodotte da oociti raccolti da bufali durante la NBS sono risultati più alti i livelli di espressione dei geni della proteina dello shock termico (HSP90) ed inferiore quella del gene della pluripotenza (OCT4). Sulla base di questi risultati, l’attuale raccomandazione è di evitare la produzione di embrioni durante la NBS.

Una potenziale tecnica per ottimizzare l’attività riproduttiva durante la NBS consiste nel trasferire gli embrioni prodotti e crioconservati durante la FBS. Per attuare questa strategia, è necessario ottimizzare anche la crioconservazione degli embrioni IVEP, così come valutare la recettività uterina della ricevente verso gli embrioni crioconservati durante la NBS. In tal senso. il prelievo degli oociti in vivo (Ovum Pick-up), associato alla produzione embrionale in vitro ed alla crioconservazione degli embrioni, è un’alternativa per ridurre l’impatto della stagione.

Lo scopo dello studio è quello di valutare gli effetti della stagionalità sia su donatrici di oociti che in riceventi di embrioni durante le stagioni riproduttive favorevoli e sfavorevoli. Le donatrici sono state valutate per il recupero degli oociti ed il tasso di produzione di blastocisti come dFBS (donatrici durante la stagione riproduttiva favorevole) o dNBS (donatrici durante la stagione riproduttiva non favorevole). Gli embrioni prodotti da entrambi i tipi di donatrici sono stati crioconservati mediante la metodica della vitrificazione o quella del congelamento lento per il trasferimento diretto, e sono statitrasferiti in riceventi opportunamente sincronizzate durante la stagione riproduttiva favorevole (rFBS) o non favorevole (rNBS). È stato valutato il tasso di concepimento sia nelle manze che nelle bufale, che sono state sottoposte ad un protocollo di trasferimento embrionale a tempo fisso, ed i tassi di concepimento sono stati determinati al giorno 30 ed al giorno 60.

Sono stati trasferiti un totale di 162 embrioni. Il recupero di oociti è stato inferiore in dFBS rispetto a dNBS (7,6 vs 10,0 ovociti / OPU, p = 0,0262), mentre nessuna differenza è stata riscontrata confrontando il tasso di produzione di blastocisti (23,7% vs 30,9% di blastocisti, rispettivamente). Gli embrioni ottenuti dai dFBS hanno portato a tassi di concepimento maggiori (p = 0,0013) al giorno 30 rispetto a quelli ottenuti da dNBS (46,5% vs 22,4%, rispettivamente), a dispetto della differente stagione riproduttiva delle riceventi. Gli embrioni trasferiti in rFBS e rNBS hanno presentato tassi di concepimento simili (p = 0,6714) al giorno 30 (38,0% vs 33,0%, rispettivamente), indicando quindi una simile ricettività a livello uterino.

Conception rates (CR; %) on day 30 (D30) and on day 60 (D60) resulting from embryo transfer of buffalo in vitro produced and cryopreserved embryos. Embryos were produced from buffalo oocyte donors during FBS (dFBS) or NBS (dNBS) and transferred to embryo recipients during FBS (rFBS) or NBS (rNBS).

ET = number of transferred embryos; Preg (D30) = number of pregnant recipients on day 30; Preg (D60) = number of pregnant recipients on day 60; CR30 = conception rate on day 30; CR60 = conception rate on day 60. Different letters in the same column indicate a statistical difference (a,b p = 0.0013; c,d p = 0.0021).

Inoltre, le manze durante la FBS hanno mostrato tassi di concepimento più elevati (p = 0,0003) al giorno 30 rispetto alle pluripare (73,9% vs 13,3%, rispettivamente) quando hanno ricevuto embrioni da dFBS.

Conception rates (CR; %) on day 30 and on day 60 resulting from in vitro produced buffalo embryos transferred to two categories of recipients: cows or heifers. Embryos were produced from buffalo oocyte donors during FBS (dFBS) or NBS (dNBS) and transferred to embryo recipients during FBS (rFBS) or NBS (rNBS).

ET = number of transferred embryos; Preg (D30) = number of pregnant recipients on day 30; Preg (D60) = number of pregnant recipients on day 60; CR30 = conception rate on day 30; CR60 = conception rate on day 60.

La vitrificazione ed il trasferimento diretto hanno mostrato tassi di concepimento simili (p = 0,1698) al giorno 30 (30,4% vs 41,4%, rispettivamente). Va in ogni caso sottolineato che sebbene la vitrificazione rappresenti il metodo più utilizzato in laboratorio, perché più semplice ed economico, necessita di alte quantità di crioprotettori e ricorso a personale esperto per la valutazione degli embrioni prima dell’ET. Al contrario, il trasferimento diretto, nonostante il costo notevole, è una tecnica più pratica e che utilizza una minore concentrazione di crioprotettori. Pertanto, dati i tassi di concepimento risultati simili, il congelamento lento per il trasferimento diretto potrebbe essere considerato più vantaggioso per la facilità di applicazione e il minor rischio di tossicità per gli embrioni.

In conclusione, gli embrioni prodotti in vitro derivati da dFBS hanno presentato una competenza maggiore nello stabilire una gravidanza rispetto a quelli derivati da dNBS, indipendentemente dalla stagionalità delle riceventi. Nelle giovenche si sono ottenuto tassi di concepimento maggiori rispetto a quelli ottenuti nelle vacche durante la stagione riproduttiva favorevole, quando l’embrione è stato prodotto da oociti recuperati da dFBS. Inoltre, gli embrioni crioconservati prodotti in vitro rappresentano un’alternativa affidabile per ridurre l’influenza delle variazioni stagionali nella riproduzione bufalina. I dati chiariscono gli effetti stagionali sulla competenza embrionale e sulla ricettività uterina delle riceventi, offrendo nuove strategie per implementare il prelievo degli oociti associato a programmi di produzione embrionale in vitro nella specie bufalina.

Sinossi dell’articolo: Reproductive seasonality influences oocyte retrieval and embryonic competence but not uterine receptivity in buffaloes

Júlio Cesar Barboza da Silva, Maíra Bianchi Rodrigues Alves, Alessandra Bridi, Rodrigo Camponogara Bohrer, Gabriela Sabine Lamberti Escobar, Júnia Aparecida Bernardes Afonso de Carvalho, Walter Alexandre Bovi Binotti, Guilherme Pugliesi, Kleber Menegon Lemes, Damiana Chello, Felipe Perecin. Theriogenology 170 (2021) 77-84

Autori:

Dott.ssa Roberta Matera e Dott.ssa Nadia Piscopo, Dipartimento di Medicina Veterinaria e Produzioni Animali (DMVPA) – Università di Napoli Federico II.