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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA ESCOLA DE MEDICINA VETERINÁRIA E ZOOTECNIA DEPARTAMENTO DE PATOLOGIA E CLÍNICAS CAROLINE LISBOA VIANA SÍNDROME DO NEONATO GRANDE EM OVINOS E BOVINOS SALVADOR 2011 ii CAROLINE LISBOA VIANA SÍNDROME DO NEONATO GRANDE EM OVINOS E BOVINOS Monografia apresentada ao curso de graduação em Medicina Veterinária, Escola de Medicina Veterinária e Zootecnia, Universidade Federal da Bahia, como requisito parcial para obtenção do grau de Médico Veterinário. Orientador: Profº. Dr. Marcos Chalhoub Coelho Lima Salvador Semestre 2/2011 Sistema de Bibliotecas da UFBA Viana, Caroline Lisboa. Síndrome do neonato grande em ovinos e bovinos / Caroline Lisboa Viana. - 2011. 53 f. Orientador: Prof. Dr. Marcos Chalhoub Coelho Lima. Trabalho de conclusão de curso de bacharelado (Medicina Veterinária) - Universidade Federal da Bahia, Escola de Medicina Veterinária e Zootecnia, Salvador, 2011. 1. Síndromes. 2. Reprodução animal. 3. Fertilização in vitro. 4. Ovino. 5. Bovino. I. Lima, Marcos Chalhoub Coelho. II. Universidade Federal da Bahia. Escola de Medicina Veterinária e Zootecnia. III. Título. CDD - 636.089 CDU - 636.09 iii CAROLINE LISBOA VIANA SÍNDROME DO NEONATO GRANDE EM OVINOS E BOVINOS TERMO DE ISENÇÃO DE RESPONSABILIDADE Declaro, para todos os fins de direito e que se fizerem necessários, que isento completamente a Escola de Medicina Veterinária da Universidade Federal da Bahia, a coordenação da Disciplina MEV155 - Estágio Supervisionado e os professores indicados para compor o ato de defesa presencial de toda e qualquer responsabilidade pelo conteúdo e idéias expressas na presente monografia. Estou ciente de que poderei responder administrativa, civil e criminalmente em caso de plágio comprovado. Salvador, / / Caroline Lisboa Viana iv TERMO DE APROVAÇÃO CAROLINE LISBOA VIANA Síndrome do Neonato Grande em Ovinos e Bovinos Monografia aprovada como requisito parcial para obtenção do grau de Médico Veterinário, Universidade Federal da Bahia, pela seguinte banca examinadora: __________________________________________________ Prof. Dr. Marcos Chalhoub Coelho Lima Presidente da Banca __________________________________________________ Prof. Dr. Antonio de Lisboa Ribeiro Filho __________________________________________________ Prof. Ms. Karine Medici Madureira Apresentada em: v Ao meu avô, José de Araújo Viana, pois os maiores ensinamentos estão no silêncio. vi AGRADECIMENTOS Agradeço a todos que participaram deste anos incríveis de estudos, viagens, estágios e muita diversão; Aos meus e outros animais, que foram fonte não só de conhecimento acadêmico mas também pessoal, me dando força e lembrando todos os dias porque eu amo esta profissão; Ao meu orientador, Prof. Dr. Marcos Chalhoub Coelho Lima, e a todos os mestres e funcionários da EMEVZ – UFBA; Aos médicos veterinários, Drs. Misael Caldas Nascimento, Anderson Trindade Fonseca, Ricardo Diniz Guerra e Silva. E os Drs. Helcio Alves Souza, Marcos Rogério Dantas e Silva, Carolina M. Batatinha de Souza de Senhor do Bomfim. E ao Dr. José Guilherme da Motta, veterinário e tio, por ser uma inspiração profissional desde sempre; Ao Prof. Dr. Sony Dimas Bicudo, mestres e funcionários da FMVZ – UNESP de Botucatu- SP. Obrigado por terem me acolhido com tanto carinho! Ao pessoal do Laboratório de Reprodução de Ovinos e Caprinos da FMVZ – UNESP, Drs. Claudia D. Monteiro Toma e Leandro Rodello. Claudinha e Alemão, vocês foram grandes mestre e amigos! Principalmente exemplos profissionais, “os caras bão” mesmo! Sobretudo, aos meus pais, que me deram condições de entrar e formar em Medicina Veterinária. E me permitiram errar e aprender com meus erros; À todos meus avós e avôs, que me deram a oportunidade maravilhosa de conviver com os animais e o campo, e descobrir minha vocação profissional; À minha irmã Cristiane e meu irmão de coração Rafael, por terem sido um ponto de apoio imprescindível nesses ultimos meses e sempre! Sem vocês eu não teria conseguido! À todos os meus colegas e amigos! Gus, Carteira, Michel, Pedro, e principalmente à minha foufa Laura! Sem as loucuras de vocês minha vida não tem graça! À toda minha família, tios, primos e agregados, Lisboas e Vianas, que sempre me apoiaram e motivaram. Principalmente, aos meus tios Antônio, Paulo e Mario Viana, que desde o inicio acreditaram e investiram em mim. Eu sou abençoada por ter uma familia tão unida e especial! vii “Each species is a masterpiece, a creation assembled with extreme care and genius.” Edward O. Wilson viii RESUMO A Síndrome do Neonato Grande (Large Offspring Syndrome – LOS), é um conjunto de anormalidades que acomete embriões ovinos e bovinos produzidos in vitro e constitui um entrave para aplicação de biotecnologias de produção de embriões in vitro (PIV e clonagem). O objetivo deste trabalho é a revisão da bibliografia sobre a LOS, sua definição, etiopatogenia e sintomatologia. Conclui-se que a Síndrome do Neonato Grande apresenta uma variedade muito grande de sintomas e achados, que parecem interagir gerando uma grande diversidade de fenótipos, tornando difícil a visualização de uma causa primária e consequentes efeitos secundários.Entretanto, a síndrome em sí trata-se de um expressão fenotípica anormal de origem fetal, ainda não esclarecida. Com base nos dados levantados até então, define-se a ineficiência dos meios em gerar um produção estável e saudável, e confirma-se a importância do ambiente no desencadeamento da LOS, alterando o embrião de alguma maneira. Adicionalmente alterações na metilação, e expressão gênica, principalmente dos genes imprinted, parecem desempenhar um papel importante na etipatogenia. Contudo, estes componentes deléterios presentes no ambiente, ainda não foram definidos. E esta descoberta é de suma importância para obter maior confiabilidade e consequente aplicabilidade comercial às tecnicas de produção de embriões in vitro. Palavras-Chave: Síndrome Neonato Grande, LOS, desenvolvimento, embriões, in vitro. ix LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS PIV – Produção de embriões in vitro. MIV – Maturação in vitro. FIV – Fertilização in vitro. CIV – Cultivo in vitro. TE – Transferência embrionária. COC – Complexo cúmulus-oócito. SOF – Fluído sintético de oviduto. AOS - Abnormal offspring syndrome. LOS - Large offspring syndrome. IA – Inseminação artificial. TN – Transferência nuclear. BSA – Albumina sérica bovina. x SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 1 2 REVISÃO DE LITERATURA .......................................................................................... 3 2.1 Etiopatogenia ..................................................................................................................... 5 2.1.1 Relação Feto-Placentária ................................................................................................. 7 2.1.2 Sistemas de Produção de Embriões In Vitro ................................................................... 9 2.1.2.1 Maturação Oócitária e Fertilização In Vitro .............................................................. 10 2.1.2.2 Cultivo In Vitro .......................................................................................................... 11 2.1.2.3 Desenvolvimento Acelerado ...................................................................................... 13 2.1.2.4 Diferenciação Alterada do Blastocisto ........................................................................13 2.1.2.5 Fator de Assíncronia .................................................................................................. 15 2.1.2.6 Uso de Co-Cultura ..................................................................................................... 16 2.1.2.7 Meios Livres ou Adicionados de Soro ....................................................................... 16 2.1.3 Genomic Imprinting ....................................................................................................... 18 2.2 Sintomatologia ................................................................................................................. 21 2.2.1 Pré-Parto ........................................................................................................................ 22 2.2.1.1 Perdas Embrionária e Fetais ....................................................................................... 22 2.2.1.2 Distúrbios Feto-Placentários ...................................................................................... 24 2.2.2 Parto .............................................................................................................................. 27 2.2.2.1 Distúrbios no Peso e Duração da Gestação ............................................................... 27 2.2.2.2 Distocia ...................................................................................................................... 29 2.2.3 Pós-Parto ....................................................................................................................... 30 2.2.3.1 Morbidade e Mortalidade Perinatais .......................................................................... 30 2.2.3.2 Distúrbios de Conformação e Orgãos ........................................................................ 32 2.2.3.3 Efeitos no Crescimento............................................................................................... 33 2.2.4 Prevenção e Cuidados com Neonato e Fêmea Gestante ............................................... 34 3 CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................................................... 37 4 REFERÊNCIAS ................................................................................................................ 39 1 1 INTRODUÇÃO Em vista do crescimento constante no consumo de carne e a necessidade de aumento da capacidade produtiva, o desenvolvimento e aprimoramento de biotecnologias reprodutivas tem levado a uma maior eficiência reprodutiva e aceleração do ganho genético (PRESTES, 2005). E juntamente com a criopreservação, maximizam o potencial reprodutivo de animais de genética superior (GONÇALVES, FIGUEIREDO E FREITAS, 2008). Contudo, a produção de embriões in vitro (PIV) e clonagem, são biotecnologias que resultam em neonatos menos viáveis que aqueles derivados de oócitos fertilizados in vivo, naturalmente, ou por inseminação artificial (SANGLID et al, 2000). Um sistema de produção de embriões eficiente visa, não apenas produzir uma grande quantidade de blastocistos de alta qualidade, mas também gerar produtos finais saudáveis (ROOKE et al., 2007). A PIV, além dos métodos de superovulação e colheita dos oócitos, envolve a execução de três biotécnicas in vitro: maturação oócitária (MIV), a fertilização (FIV) e cultivo embrionário (CIV) (GONÇALVES, FIGUEIREDO e FREITAS, 2008). As técnicas de clonagem, inicialmente envolvem mecanismos complexos e específicos, mas posteriormente apresentam um desencadeamento similar à PIV com o cultivo embrionário in vitro, resultando na produção de embriões in vitro, porém de embriões clones. Contudo, as técnicas de PIV e clonagem não serão abordadas, mas são incluídas ao tema por expor os embriões em desenvolvimento aos ambientes de cultivo, e são igualmente passíveis a ocorrência da síndrome do neonato grande (CONSTANT et al., 2006). 2 O sucesso dos procedimentos de cultivo de embriões in vitro é de suma importância, pois possibilita o desenvolvimento destas técnicas envolvidas na multiplicação de genótipos superiores de machos e fêmeas (HOLM, WALKER e SEAMARK, 1996). Inclusive fêmeas com alterações patológicas adquiridas que impeçam a fecundação de forma natural ou execução da transferência embrionária (GONÇALVES, FIGUEIREDO e FREITAS, 2008). Todavia, à medida que estas novas tecnologias são aplicadas, pode-se observar com mais clareza os entraves à sua disseminação comercial. A ocorrência de distúrbios no desenvolvimento fetal tem importância biológica e prática, além de consequências graves ao bem estar animal devido ao frequentes complicações durante o parto e sobrevivência neonatal (BERTOLINI e ANDERSON, 2002). Diante da importância das técnicas de PIV e clonagem, tanto científicas, econômicas e zootécnicas, e os grandes prejuízos causados pela LOS, se faz necessária uma revisão da bibliografia para uma melhor compreensão deste fenômeno. Esta revisão visa fornecer conhecimentos sobre a Síndrome do Neonato Grande (LOS) em ovinos e bovinos,destacando os pontos mais relevantes da definição, sintomatologia e etiopatogenia. 3 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA A Síndrome do Neonato Grande (Large Offspring Syndrome – LOS), segundo Young, Sinclair e Wilmut (1998), constitui um conjunto de anormalidades que acomete embriões ovinos e bovinos produzidos in vitro, sem ser causado por defeitos genéticos, e sim um resultado fenotípico aos meios utilizados nas técnicas de produção de embriões in vitro e clonagem, principalmente os meios de cultivo embrionário. Em razão da descoberta deste fenômeno ser relativamente recente (WILLADSEN et al., 1991), um dos obstáculos iniciais para o estudo desta doença é a padronização da sua nomenclatura. São muitas as denominações utilizadas na literatura, baseadas no sinal mais observado, porém não único, que é o aumento no tamanho e peso do neonato. Pode-se citar, Fetal oversize syndrome (SINCLAIR et al., 1999), Large calf syndrome, Abnormal offspring syndrome (FARIN, PIEDRAHITA e FARIN, 2006). Ou ainda denominações baseada nas anormalidades frequentes na placenta, como Large placenta syndrome (CONSTANT et al., 2006). A denominação mais utilizada é Large offspring syndrome representada pela sigla LOS, aplicada de forma marcante por Young, Sinclair e Wilmut (1998) e repetida posteriormente por outros autores até hoje (BARNES, 2000; KRUIP, BEVERS e KEMP, 2000; LAZZARI et al., 2002; FARIN, PIEDRAHITA e FARIN, 2006; ROOKE et al., 2007; PRESTES et al., 2009). Todavia, as alterações nos neonatos podem ser sutis e existir sem o aumento anormal de peso (SANGILD et al., 2000). Desta forma, a sugestão de utilização do nomenclatura “Abnormal 4 offspring syndrome” (AOS) – Síndrome da prole anormal, seria mais apropriada por englobar os vários fenótipos e sintomas observados (FARIN, PIEDRAHITA e FARIN, 2006). A partir destas denominações internacionais, segue-se à tradução apropriada dos termos. São encontradas traduções como, Síndrome da prole (NETO et al. 2011) e Síndrome da prole grande (CHAVATTE-PALMER et al. 2011). Além disto, muitos referem-se especificamente a espécie acometida, como Síndrome do bezerro gigante (BIRGEL JUNIOR et al., 2011), ou Síndrome do bezerro macrossômico (NETO et al., 2011). A macrossomia é um termo da medicina humana para valores de peso ao parto acima do normal para a idade e sexo, normalmente relacionados a diabetes gestacional, a idade materna avançada, multiparidade, obesidade pré-gestacional, e ganho de peso gestacional excessivo (ACOG, 1992; RODRIGUES et al., 2000; KAC e VELÁSQUEZ-MELÉNDE, 2005). Por este motivo, podem ser encontrados trabalhos com referência à macrossomia (BIRGEL JUNIOR et al., 2011; NETO et al., 2011). Ressalta-se que termo “offspring” refere-se a prole, contudo, não são encontradas evidências concretas de que toda a prole é afetada ou apenas alguns indivíduos (YOUNG, SINCLAIR e WILMUT, 1998). De maneira a abranger esta observação, Prestes (2005) ofereceu a denominação, Síndrome do Neonato Grande, utilizada neste texto. Aparentemente, a LOS atinge apenas alguns indivíduos da população de embriões, enquanto a maioria não demonstra sintomas (WALKER, HARTWICH E SEAMARK, 1996; BERTOLINI e ANDERSON, 2002). Não há predileção por sexo (WILSON et al., 1995) ou raça (KRUIP e DEN DAAS, 1997). 5 Nota-se nos diversos estudos que incidência pode variar de 0 a 100% e os efeitos da LOS são variáveis e inconsistentes tanto em animais do mesmo experimento quanto entre experimentos semelhantes (YOUNG, SINCLAIR e WILMUT, 1998). Desta forma, os experimentos e consequentes resultados tornam-se de difícil repetibilidade. Young, Sinclair e Wilmut (1998) questionaram se todos os embriões expostos à causa da LOS são afetados, mas em diferentes intensidades; ou se apenas aqueles indivíduos susceptíveis são atingidos. Ao avaliar várias populações de embriões produzidos in vitro de diferentes estudos encontra-se um deslocamento ascendente na distribuição de peso. Ou seja, a curva da distribuição do peso se desloca inteiramente para a direita, devido a pesos maiores encontrados em toda a população, diferindo apenas em gravidade, sugerindo que toda a população parece ser atingida (WILSON et al., 1995; WALKER, HARTWICH E SEAMARK, 1996, KRUIP e DEN DAAS, 1997). Consequentemente, observou-se um aumento na média de peso da população destes embriões. Wilson et al. (1995) relataram uma média de peso 20% maior em bezerros clonados, em comparação com bezerros de inseminação artificial (IA) e monta natural. 2.1 Etiopatogenia Desde que se iniciaram os relatos da síndrome do neonato grande (LOS), não se estabeleceram os fatores que a causam e como estes agem alterando o desenvolvimento do embrião (WALKER, HEARD e SEAMARK, 1992; BEHBOODI et al., 1995; FARIN e FARIN, 1995; YOUNG, SINCLAIR e WILMUT, 1998; FARIN, PIEDRAHITA e FARIN, 6 2006), mas muitas hipóteses são formuladas e experimentos conduzidos introduzindo respostas na formação deste fenômeno. Eventualmente, um quadro semelhante à LOS pode ser reproduzido in vivo, em ambientes fetais adversos, como na transferência para receptoras não sincronizadas (WILMUT e SALES, 1981) ou para receptoras sob efeito de progesterona exógena (KLEEMANN, WALKER e SEAMARK, 1994). Quando o útero e o embrião estão em assincronia, o embrião é exposto a um ambiente uterino avançado e a fatores de crescimento precocemente à sua fase de desenvolvimento. A aplicação de progesterona age de maneira semelhante, simulando uma gestação avançada e induzindo a liberação destes fatores de crescimento que aceleram e alteram o seu desenvolvimento embrionário. Ambos resultam em uma variedade de anormalidades de desenvolvimento, desde falha na implantação a distúrbios no crescimento e metabolismo fetal (BARNES, 2000). A transferência do embrião para uma receptora não sincronizada, ou seja, um ambiente uterino avançado, demonstra que este perde a capacidade de se comunicar com o útero, e leva a falha no desenvolvimento e prosseguimento da prenhez. Mas não de forma irreversível, apenas durante aquele estímulo, e pode ser corrigido pela retransferência para uma receptora devidamente sincronizada (BARNES, 2000). Entretanto, os distúrbios causados pela exposição do embrião àquele ambiente alterado permanecem, e as consequências vão depender do estágio de desenvolvimento em que o embrião estava durante o período de exposição. 7 Ressalta-se que a ocorrência da LOS não está relacionada com o tratamento superovulatório de fêmeas doadoras, já que esta não é observada nos produtos nascidos exclusivamente de transferência embrionária (BARNES, 2000). E até então, não foram encontradas evidências concretas que relacione a LOS com as técnicas de clonagem especificamente (YOUNG, SINCLAIR e WILMUT, 1998). Aparentemente existe uma maior ocorrência, entretanto, além da fase de cultivo in vitro, muitos dos embriões de clonagem eram rotineiramente cultivados em ovidutos ligados de ovelhas não sincronizadas (WILLADSEN et al., 1991). 2.1.1 Relação Feto-Placentária Alguns autores apontaram a relação materno-fetal como fator suspeito ao desencadeamento da LOS. A placenta é um importante fator a ser estudando na etiopatogenia, por ser intermediária nas transferências maternas e fetais, influenciando diretamente o crescimento do feto pelo controle de nutrientes, síntese e transporte de hormônios, substratos e outras substâncias. Desta maneira, distúrbios na formação e função da placenta podem levar a diferenças metabólicas (BERTOLINI et al.,2007). Segundo Garry et al. (1996), os sintomas apresentados pelo animais nascidos em seu experimento com clones bovinos apontaram para defeitos no metabolismo energético. Estes ainda afirmaram que, possíveis diferenças uterinas no suprimento e utilização da energia levariam a diferenças no desenvolvimento gestacional, predispondo a dificuldades na regulação do equilíbrio energético durante a transição para a vida extra-uterina. Estes distúrbios na regulação energética feto-placentária, seriam similares a diabetes gestacional. Entretanto, afirmaram que na LOS as causas das anormalidades são de origem fetal e não materna. Sangild et al. (2000), contestaram essa dificuldade de transição para a vida extra- 8 uterina, pois observaram que os fetos de PIV aparentavam uma maturação mais avançada que os fetos do grupo controle, ainda que prematuros. Kruip, Bevers e Kemp (2000) apresentaram hipótese similar de desequilíbrio energético feto- placentário, entretanto, relacionam estes distúrbios a origem dos oócitos utilizados. Os oócitos utilizados na técnica de produção de embriões in vitro diferem em qualidade, morfologia e tamanho dos folículos dos quais foram aspirados. Então, questionou-se a utilização de oócitos de folículos que haviam iniciado o processo de atresia, que segundo os autores poderiam ser mais propensos a apresentar a LOS devido a defeitos e um consequente metabolismo energético perturbado. Young, Sinclair e Wilmut (1998) complementaram que os protocolos de superovulação e aspiração oocitária, levam a coleta de oócitos que normalmente não seriam ovulados, situação que pode resultar na utilização de oócitos anormais e defeituosos. O próprio processo de cultivo leva ao desenvolvimento de embriões que, in vivo, fracassariam, e seriam selecionados no trato reprodutor feminino (WALKER, HEARD e SEAMARK, 1992). Em bezerros produzidos in vitro comparados a bezerros produzidos por inseminação artificial (IA), foram observadas diferenças nas concentrações de glicose e lactato na circulação umbilical e na composição de gás, íons e hemoglobina do sangue das receptoras (SANGILD et al., 2000). Sugerindo alterações na capacidade de transferência ou necessidades nutritivas da placenta; e uma alteração no fornecimento de oxigênio ao útero, da função placentária e miometrial; respectivamente. Estas diferenças contribuíram com a hipótese de distúrbios feto- placentários. Bertolini e Anderson (2002) também confirmaram esta observação de diferenças no transporte de substratos em prenhezes de PIV. 9 2.1.2 Sistema de Produção de Embriões In Vitro Sabe-se que os sistemas utilizados na produção de embriões in vitro não são capazes de gerar embriões com viabilidade semelhante aos obtidos naturalmente (WALKER, HEARD E SEAMARK, 1992; HASLER, 2000). Os meios in vitro tem grande dificuldade em simular os ambientes obtidos in vivo, devido às suas características completamente dinâmicas e a complexidade de hormônios e micronutrientes. Estes ambientes desenvolvidos para PIV têm sido relacionados como o principal fator para a ocorrência de LOS, seja por uma exposição oocitária ou embrionária. Acredita-se que a causa possa ser um componente que não estaria presente em condições naturais, ou está presente em um momento ou concentração errada (YOUNG, SINCLAIR e WILMUT, 1998). A presença de dois componentes nos meios são conhecidamente capazes de causar o fenômeno: a suplementação com soro e as co-culturas (YOUNG, SINCLAIR e WILMUT, 1998; FARIN et al., 1999). Infelizmente, estes sistemas suplementados com soro e co-culturas são muito utilizados por apresentarem uma produção mais eficiente de embriões (WALKER, HEARD E SEAMARK, 1992; VAN LANGENDONCKT et al., 1997). Todavia, as interações entre o embrião e as células da co-cultura (BEHBOODI et al., 1995) ou soro (THOMPSON et al., 1995) ainda não são completamente compreendidas. Sobretudo, notou-se que diferentes meios de cultura podem resultar em diferenças na morfologia, taxas de desenvolvimento, peso ao nascer e duração da gestação (THOMPSON et al., 1995). Apesar destas diferenças na morfologia dos embriões de PIV, não está comprovada uma correlação entre estes embriões de morfologia alterada e futuros distúrbios de desenvolvimento (YOUNG, SINCLAIR e WILMUT, 1998). 10 2.1.2.1 Maturação Oócitária e Fertilização In Vitro Tem-se buscado estabelecer como se inicia este fenômeno. Seria por uma alteração isolada em uma das etapas de maturação, fertilização ou cultivo, ou se ocorreria durante todas as etapas, inclusive se exposições adicionais teriam um efeito cumulativo. Como nota-se, nos sistemas que envolvem a realização de todas as etapas in vitro (MIV- FIV e CIV) até o estágio de blastocisto, nos quais os distúrbios são mais graves. Todavia, ainda não foi possível confirmar um momento mais susceptível ao longo da PIV (YOUNG, SINCLAIR e WILMUT, 1998). Não está claro se os tratamentos anteriores ao período de cultivo, ou mesmo se uma exposição rápida às causas da LOS entre ou durante estas fases podem ser suficientes para causar alterações (YOUNG, SINCLAIR e WILMUT, 1998). Holm, Walker e Seamark (1996), encontraram evidências que as técnicas de MIV e FIV podem sozinhas resultar em LOS. No cultivo in vivo em receptoras intermediárias, de zigotos de MIV e FIV, houve também aumento do peso ao parto e da duração da gestação, apenas a sobrevivência dos blastocistos foi normalizada. Contudo, mais experimentos devem ser conduzidos com o objetivo de se determinar exatamente qual fase da PIV tem ação sobre o posterior desenvolvimento. Pois, observa-se o uso de soro em diversos momentos da PIV, mesmo que por curtos períodos (THOMPSON et al., 1995; HOLM, WALKER e SEAMARK, 1996), que dificultam uma correta avaliação do momento de exposição e subsequentes efeitos ao desenvolvimento. 11 Supõe-se que os procedimentos de MIV e FIV podem causar um crescimento pré-natal anormal, mas com uma frequência menor, uma condição que pode ser exacerbada pelo sistema de cultivo embrionário in vitro (BEHBOODI et al., 1995). É possível até que condições ou componentes além do soro, presentes nos sistemas de maturação oocitária e fertilização in vitro possam influenciar o desenvolvimento do embrião (FARIN et al., 1999) 2.1.2.2 Cultivo Embrionário In Vitro A LOS é diretamente relacionada a distúrbios ao embrião causados pelo ambiente, no período em que é realizado o cultivo in vitro. O momento específico do período de cultivo em que o ambiente age causando este distúrbio, também não foi confirmado. Mas existem duas possibilidades: a primeira é de que qualquer estágio de desenvolvimento até a eclosão do blastocisto pode ser afetado. A segunda é de que exista um estágio específico do desenvolvimento do embrião que seria mais susceptível (YOUNG, SINCLAIR e WILMUT, 1998). Se um momento do desenvolvimento do embrião é mais vulnerável a este dano ambiental, supõe-se que seja por volta do estágio de 8-16 células, momento que o genoma embrionário é ativado e assume controle do desenvolvimento em bovinos e ovinos (VAN LANGENDONCKT et al., 1997; YOUNG, SINCLAIR e WILMUT, 1998; ROOKE et al., 2007). O soro adicionado ao meio tem comprovadas propriedades que aceleram a cinética de desenvolvimento, fazendo com que um maior número de zigotos se desenvolvam ao estágio de blastocisto (THOMPSON et al., 1995; VAN LANGENDONCKT et al., 1997). Entretanto, ao adicioná-lo no início do desenvolvimento embrionário, antes do estágio de 8-16 células, 12 quando o desenvolvimento ainda está sobre controle materno, não são observadosresultados. Apenas, após a fase de ativação do genoma e início das transcrições embrionárias, que há o estímulo do desenvolvimento do embrião em resposta à adição de soro (VAN LANGENDONCKT et al., 1997). Adicionalmente, em cultivo de seis dias, os zigotos expostos ao soro do primeiro ao terceiro dia após IA apresentaram uma divisão celular lenta. Enquanto os embriões expostos ao soro no final do cultivo, do quarto ao sexto dia após IA, apresentaram desenvolvimento mais rápido e maior produção de blastocistos (ROOKE et al., 2007). Todavia, Rooke et al. (2007), destacaram que os embriões expostos a meios adicionados de soro nos estágios pré-compactação, primeiras 48 horas, apresentaram distúrbios mais graves, maiores pesos de feto, placenta, fluídos fetais e útero gravídico, que aqueles em que o soro foi adicionado ao final do cultivo. Mesmo a restrição do soro nas primeiras 72 horas de cultivo mostrou-se incapaz de reduzir os efeitos prejudiciais sobre o desenvolvimento e viabilidade embrionária e outros sintomas da LOS, como aborto, distocias e defeitos congênitos (HASLER, 2000). Mesmo com a constatação que o cultivo sem adição de soro durante os estágios iniciais parece não reduzir os distúrbios à gestação, HASLER (2000) encorajou o estudo de meios desprovidos de soro e co-cultura. Pois apesar de não excluírem totalmente a ocorrência, podem melhorar as taxas de prenhez normal, e consequentemente a aceitação e aplicabilidade comercial da técnica, mesmo que seja à custa de uma menor eficiência na produção de embriões e taxas de prenhez. 13 2.1.2.3 Desenvolvimento Acelerado Diversos autores relataram um desenvolvimento acelerado nos cultivos in vitro, mesmo considerando as diferentes condições experimentais (THOMPSON et al., 1995; HOLM, WALKER e SEAMARK, 1996; VAN LANGENDONCKT et al., 1997; LAZZARI et al., 2002; ROOKE et al., 2007). E sugere-se que este desenvolvimento acelerado dos blastocistos pode ser um motivo ou sinal da perturbação (YOUNG, SINCLAIR e WILMUT, 1998). Em grande parte dos cultivos com soro, a formação de blastocisto é observada aproximadamente 12 a 24h antes que os meios definidos sem soro (WALKER, HEARD E SEAMARK, 1992; VAN LANGENDONCKT et al., 1997). Estes, inclusive, apresentam blastocistos com maior número de células ao final do cultivo, fato que pode ser resultado do desenvolvimento acelerado (VAN LANGENDONCKT et al., 1997). Holm, Walker e Seamark (1996) confirmaram o maior desenvolvimento dos embriões de ovinos produzidos in vitro (MIV – FIV) e posteriormente cultivados em meios de fluído sintético do oviduto (SOF) com soro humano, e SOF com co-cultura de células epiteliais do oviduto. Até mesmo o cultivo in vivo, em ovidutos não ligados de receptoras sincronizadas, mostrou-se incapaz de normalizar o desenvolvimento embrionário. 2.1.2.4 Diferenciação Alterada do Blastocisto Em seu experimento Thompson et al. (1995) observaram que embriões ovinos cultivados em meios adicionados de soro humano apresentaram maiores taxas de blastocisto em relação a meios sem soro ao fim do período de cultivo. E sugeriu que uma blastulação prematura pode 14 estar relacionada com a LOS, talvez levando a distúrbios na proporção da massa celular interna (MIC) e trofoblasto. Esta hipótese parte do princípio que a formação do blastocisto envolve diferenciação em duas linhagem celulares: a massa celular interna ou embrioblasto, e o trofoblasto, que darão origem ao feto e membranas extra embrionárias, e a placenta, respectivamente. Uma alocação alterada para uma linhagem ou outra poderia resultar em um crescimento perturbado, seja do feto ou placenta (YOUNG, SINCLAIR e WILMUT, 1998). Inclusive, sugere-se que seja este o mecanismo pelo qual a progesterona age alterando o embrião, causando alterações na distribuição das células do embrioblasto e trofoblasto (WALKER, HARTWICH E SEAMARK, 1996). Embora acredite-se que durante o cultivo in vitro não exista exposição do embrião à progesterona, o soro é composto por várias substâncias em concentrações variadas e, segundo Farin et al. (1999), pode constituir uma possível fonte de progesterona. Os embriões nesta fase pré-implantação parecem ser particularmente sensíveis às concentrações de progesterona, o que afeta negativamente as taxas de prenhez, independente da origem do embrião (FARIN e FARIN, 1994). Ainda de acordo com Farin et al. (1999), outra possível fonte de progesterona seria pela luteinização de células do cumulus e granulosa que não foram removidas de forma eficiente e permaneceriam aderidas ao zigoto mesmo após a fertilização. 15 A utilização de co-cultivo com células epiteliais do oviduto também é um fator a ser analisado, pois podem ocorrer interações, modificações na síntese ou produtos gerados por estas células (FARIN et al., 1999). 2.1.2.5 Fator de Assincronia Descobrir os fatores que interagem com a cinética de desenvolvimento embrionário podem ser essenciais para assegurar uma correta sincronização entre os estágios embrionários e ambiente materno (VAN LANGENDONCKT et al., 1997) e subsequente sinalização materno-fetal, assim como um desenvolvimento feto-placentário normal (FARIN, PIEDRAHITA e FARIN, 2006). Lazzari et al. (2002), observaram o desenvolvimento acelerado de embriões cultivados em meios SOF – BSA (Fluido Sintético do oviduto – Albumina sérica bovina) e SOF – soro, e sugeriram que esse efeito in vitro, no momento da transferência para a receptora, pode ser um fator de assíncronia materno-fetal e consequentes alterações de desenvolvimento. Em seu experimento, Holm, Walker e Seamark (1996), relataram que o cultivo in vivo de zigotos oriundos MIV e FIV apresentou uma menor proporção (5%) de blastocistos eclodidos, em comparação com os meios com fluído sintético do oviduto e soro humano (15%) e o meio com fluído sintético do oviduto e co-cultura com células epiteliais do oviduto (19%). Enquanto no grupo controle, nenhum blastocisto encontrava-se eclodido e apenas 17% haviam expandido. A partir destes dados os autores presumiram que no momento da transferência para as receptoras, os embriões que se desenvolvem mais lentamente e atingem 16 a estágio de blastocisto próximo ao momento da transferência, se beneficiam mais do ambiente do oviduto. 2.1.2.6 Uso de Co-Culturas Adicionalmente, Holm, Walker e Seamark (1996) observaram que o cultivo in vivo dos zigotos produzidos in vitro (MIV-FIV), em receptoras intermediárias, obtiveram uma viabilidade embrionária próxima ao grupo controle, por esta razão sugere que a adição de células epiteliais do oviduto ao meio resultaria em embriões mais viáveis. Entretanto, o uso de co-cultura com células epiteliais do oviduto ou até mesmo o cultivo in vivo não é capaz de reverter os efeitos deletérios sobre a duração da gestação e peso ao parto, melhorando apenas a sobrevivência embrionária. O co-cultivo ainda apresentou as maiores taxas de partos assistidos (15,4%) e mortes perinatais (20,5%). Sinclair el at. (1999) fizeram as seguintes observações com o uso de co-cultura: aos 61 dias de gestação, 20% dos fetos resultantes de co-cultura registraram peso acima da média do grupo controle, e aos 125 dias de gestação, este índice subiu para 69,2%. Estes resultados foram superiores inclusive aos obtidos de fetos oriundos de cultivo suplementados com soro. O co- cultivo também apresentou, as maiores massas de fígado, coração, rins e músculos, e uma alta incidência de hidrâmnio. 2.1.2.7 Meios Livres ou Adicionados de Soro Ao comparar neonatos originadosde cultivos adicionados e livres de soro, aqueles cultivados em SOF com soro apresentaram sintomas de maior peso ao parto e prolongamento da 17 gestação. Por outro lado, os embriões que passaram por cultivo em meio SOF - BSA e suplementado com aminoácidos não apresentaram alterações morfológicas nem distúrbios do desenvolvimento e obtiveram taxas de sobrevivência embrionária similares ao tratamento com soro (THOMPSON et al., 1995). Desta forma o soro é comprovadamente um fator causador da LOS, contudo resta saber quais componentes causam o distúrbio. Young, Sinclair e Wilmut (1998) sugeriram que estes componentes podem ser fatores de crescimento, progesterona, amônia ou radicais livres. Entretanto, a partir da separação e utilização de apenas frações do soro, foi possível concluir que são moléculas grandes como proteínas, lipídios ou polipeptídios, e não metabólitos, dados estes que indicam mais fortemente a ação de hormônios ou fatores de crescimento (VAN LANGENDONCKT et al., 1997). Conclui-se, que a utilização de meios desprovidos de soro como fonte protéica seria o ideal para os métodos de produção de embriões in vitro, já que o soro não possui uma composição completamente definida, e pode inclusive incluir fatores desconhecidos (KRUIP, BEVERS e KEMP, 2000). Entretanto, nos meios livres de soro, uma menor quantidade de embriões atinge o estágio de blastocisto ao final do cultivo quando comparados aos meio adicionados de soro (THOMPSON et al., 1995; SINCLAIR et al., 1999), e resultam posteriormente também em menores taxas de prenhez (ROOKE et al., 2007). Por esta razão, para uma concreta substituição, estes meios precisam ser aperfeiçoados para obter resultados competitivos (YOUNG, SINCLAIR e WILMUT, 1998). 18 Em seu experimento, Sinclair et al. (1999) utilizaram os meio SOF sem soro, SOF com soro humano, e co-cultivo de células da granulosa. A taxa total de blastocistos produzidos no sexto dia foi de 13,2%, 28,3%, e 28,9% , respectivamente, enquanto o grupo controle apresentou 73,4%. Com relação ao desenvolvimento acelerado, ambos os meios com soro e sem soro produzem embriões com mais células. E, mesmo ao dia 12 de gestação, após a transferência para receptoras, os embriões apresentam-se maiores em comprimento e largura (LAZARRI et al., 2002). Ou seja, os meios livre de soro apresentam um desenvolvimento mais acelerado que o controle e mais lento em relação aos meios suplementados com soro. Adicionalmente, constatou-se a ocorrência esporádica de LOS em embriões produzidos in vitro que não foram expostos a soro (ROOKE et al., 2007). Desta maneira, não há certeza se um sistema de cultivo com desenvolvimento mais lento seria melhor que o desenvolvimento acelerado, principalmente com relação à assícronia (VAN LANGENDONCKT et al., 1997). 2.1.3 Genomic Imprinting Como abordado anteriormente o momento inicial de desenvolvimento do embrião, envolvendo a ativação do genoma, parece ser o mais susceptível a perturbações causadas pelo meio, principalmente nos meios contendo soro. E sugere-se o envolvimento dos genes imprinted (ROOKE et al., 2007). 19 Os genes imprinted ou marcados, são controlados de acordo com sua origem parental, ou seja, a atividade e expressão vão depender se aquele alelo foi herdado da mãe ou pai. Este evento é então denominado genomic imprint, ou impressão genômica. O imprinting é uma modificação epigenética, em que há a expressão de uma informação diferente daquela codificada pelo genótipo. Este fenômeno ocorre através da metilação que pode resultar tanto em silenciamento quanto ativação, e geralmente os genes imprinted são específicos para estágios de desenvolvimento e tecidos (RUVINSKY, 1999). Estes genes específicos têm um importante papel na regulação do crescimento e desenvolvimento fetal (YOUNG, SINCLAIR e WILMUT, 1998). Particularmente, para bovinos e ovinos, Walker, Hartwich e Seamark (1992) sugeriram que a manipulação e o cultivo prolongado do embrião antes do genoma embrionário começar a transcrição podem ser prejudicais à transcrição ou o imprint dos genes responsáveis pelo desenvolvimento embrionário e fetal. Desta maneira, a exposição ao fator responsável pela LOS durante o período de metilação dos genes imprinted pode ser um mecanismo plausível para alterações no fenótipo. Supõe-se que este fator que causa a LOS age por um único mecanismo celular, contudo, a quantidade de fenótipos observados induz a acreditar que exista mais de um mecanismo envolvido (YOUNG, SINCLAIR e WILMUT, 1998). Buscando elucidar esta variação de fenótipos, Farin, Piedrahita e Farin, (2006), presumiram que as anormalidades de expressão gênica seriam exacerbadas quando a alteração ocorre em genes imprinted que controlam genes não- imprinted. 20 A alteração da expressão gênica é a hipótese mais recente, apesar de ter sido já comentada anos atrás por Walker, Hartwich e Seamark (1996), que já evidenciavam o papel da regulação epigenética da expressão gênica, particularmente dos genes imprinted, no resultado fenotípico do embrião e um possível relação com a LOS. Devido também a presença de evidências de embriões geneticamente idênticos que apresentaram sintomas de pesos diferentes ao parto (GARRY et al., 1996). Quando analisado o padrão de expressão gênica de embriões bovinos de MIV e FIV cultivados em ovidutos ligados de ovinos até o sétimo dia, foi observado que este não era completamente idêntico àqueles produzidos in vivo (LAZZARI et al., 2002). Isto sugere que não só os meios utilizados no cultivo, mas pequenas alterações no ambiente mesmo in vivo, têm ação sobre o embrião, já que no quarto dia o embrião deveria estar no útero e não no oviduto. De maneira similar, Saadeldin et al. (2011), observaram a ação do meio sob a expressão gênica ao utilizar dois meios de cultura diferentes, e constataram expressões gênicas distintas, provavelmente relacionadas também à diferenças ambientais. Adicionalmente, Lazzari et al. (2002), constataram um aumento na transcrição de genes indicadores de estresse, e sugere que seja uma resposta ao estresse ambiental e possível reação de proteção do embrião. Mais recentemente, Hori et al. (2010) e Su et al. (2011) associaram defeitos de expressão e metilação a ocorrência de sintomas de LOS. Entretanto, os componentes presentes nos meios de cultivo in vitro que levam a estes distúrbios ainda permanecem obscuros. 21 2.2 Sintomatologia Aparentemente, a intensidade em que o desenvolvimento e crescimento embrionário e fetal são afetados depende do sistema de cultivo utilizado in vitro (SINCLAIR et al., 1999). Por esta razão é observada uma ampla variedade e intensidade de anormalidades, devido a mecanismos diferentes e/ou compensatórios feto-placentários, que dificultam o isolamento das causas iniciais e as subsequentes reações secundárias (FARIN, PIEDRAHITA e FARIN, 2006). A principal característica é o maior peso do neonato ao parto. Entretanto, existem muitas outras anormalidades associadas (WALKER, HARTWICH e SEAMARK, 1996). A exposição do embrião aos meios de cultivo in vitro pode causar alterações na morfologia, expressão de genes e/ou metabolismo dos embriões, fetos e placentas, e neonatos (FARIN, PIEDRAHITA e FARIN, 2006). Por ocasião desta grande diversidade de fenótipos, Farin, Piedrahita e Farin (2006) classificaram a doença de acordo com as anormalidades no desenvolvimento e os possíveis resultados: Tipo I - Desenvolvimento anormal com morte do embrião ou concepto antes da conclusão da organogênese (até aproximadamenteo 42º dia em bovinos). Tipo II - Desenvolvimento anormal das membranas placentárias e do feto; feto morre (morte fetal/abortamento) entre a conclusão da diferenciação dos órgãos e o termo (do 42º dia ao 280º dia em bovinos). 22 Tipo III - Feto a termo, feto e/ou placenta com anormalidades de desenvolvimento graves e sem evidência de resposta compensatória pelo feto/placenta. O parto é normal (eutocia) ou difícil (distocia). Os bezerros são gravemente comprometidos, com parâmetros clínicos, hematológicos ou bioquímicos alterados; a morte ocorre durante o parto ou no período neonatal. Tipo IV - Feto a termo e/ou placenta com anormalidades moderadas; contudo, a unidade feto- placentária compensa, se adapta às injúrias genéticas ou fisiológicas, e sobrevive. O parto é normal (eutocia) ou difícil (distocia). Os bezerros podem ser de tamanho normal ou anormal para sua raça, e podem ter alterações clínicas, hematológicas ou bioquímicas. 2.2.1 Pré - Parto 2.2.1.1 Perdas Embrionárias e Fetais A fase pré-parto das gestações afetadas pela LOS são marcadas por altas perdas embrionárias (HOLM, WALKER e SEAMARK, 1996), e fetais (KRUIP e DEN DAAS, 1997), períodos definidos como da concepção ao final da organogênese e da conclusão da diferenciação dos órgãos ao parto, respectivamente (HUBBERT, 1974 apud FARIN, PIEDRAHITA e FARIN, 2006). Em ovinos, os embriões resultantes de maturação oocitária, fertilização, e cultivo embrionário in vitro (MIV - FIV - CIV) apresentam uma menor viabilidade embrionária (15 – 25%), e menos embriões chegam a termo (25-35%), quando comparados a zigotos de MIV e FIV cultivados in vivo (HOLM, WALKER e SEAMARK, 1996). Outro dados apresentados de 23 viabilidade embrionária são de 48,2% aos 50 dias de gestação (WALKER, HEARD e SEAMARK, 1992); e aos 60 dias de gestação, taxa de prenhez de 65% e sobrevivência embrionária de 48%, independente dos meios de cultivo utilizados (THOMPSON et al., 1995). Em bovinos, Kruip e Den Daas (1997), através uma pesquisa mundial em diversos bancos de dados, constataram que apenas 5% a 40% dos bezerros de PIV e clonagem por transferência nuclear (TN) chegam a termo. Grande parte das perdas embrionárias e fetais de embriões de PIV concentram-se no inicio da gestação, do 30° ao 65° dia de gestação, enquanto que as perdas de embriões de grupo controle tendem a ser menores e se distribuir por todo o período do primeiro trimestre (BERTOLINI e ANDERSON, 2002). Sugere-se que estas mortes embrionárias e abortamentos precoces podem ocorrer devido a fenótipos mais graves, que impossibilitam o prosseguimento da gestação (YOUNG, SINCLAIR e WILMUT, 1998). Os embriões de IA ou TE apresentam maior taxa de morte embrionária nos 21 dias iniciais da gestação (70%) quando comparados aos embriões de PIV e TN (58%), situação que é invertida nas taxas de abortos, representadas pelas percentagem de natimortos, 7,8% e 14,6%, para embriões de IA e PIV, respectivamente (KRUIP e DEN DAAS, 1997). Geralmente, os embriões que sobrevivem ao início do período embrionário são capazes de estabelecer prenhez. Entretanto, os embriões de PIV apresentam perdas significantes também do final do período embrionário ao início do período fetal. Esta fase é marcada pelo desenvolvimento feto-placentário. Por esta razão as perdas são atribuídas a defeitos nas membranas placentárias (FARIN, PIEDRAHITA e FARIN, 2006). 24 2.2.1.2 Distúrbios Feto-Placentários Na placenta são encontrados inúmeros distúrbios associados a LOS, como placentomegalia (CONSTANT et al., 2006), volumes excessivos de líquido amniótico, conhecido como hidrâmnio (SINCLAIR et al., 1999), e alantóide, conhecido como hidroalantóide (HASLER, 1996; KRUIP e DEN DAAS, 1997; VAN WAGTENDONK-DE LEEUW, AERTS e DEN DAAS, 1998; HASLER, 2000; CONSTANT et al., 2006). A placentomegalia nem sempre é uma ocorrência primária da síndrome, como expõe Constant et al. (2006), mas uma adaptação a uma disfunção placentária. Através da observação de que não há uma associação direta da placenta à síndrome, conclui-se que os tecidos placentários de origem fetal e o crescimento do feto possuem regulações diferentes e o crescimento dos tecidos uterinos é uma consequência do crescimento excessivo dos tecidos fetais (feto e cotilédones). Em ovelhas, observou-se aumento no peso do útero gravídico, fluídos fetais, placenta e fetos, e o aumento na placenta foi implicado com o aumento no peso dos cotilédones fetais (ROOKE et al., 2007). Nota-se também diferenças na distribuição, maior peso e tamanho de placentônios; e também na quantidade, diâmetro, espessura, tamanho e área de superfície dos cotilédones (BERTOLINI e ANDERSON, 2002). Com relatos de membranas fetais que continham 21% menos cotilédones que o grupo controle. 25 Desta forma, constatou-se um desequilíbrio na proporção de placentônios e peso do feto, ou seja, uma quantidade insuficiente de placentônios para suprir as necessidades de um feto grande (FARIN e FARIN, 1995; CONSTANT et al., 2006). Contudo, não foram encontradas alterações histológicas associadas (CONSTANT et al., 2006), embora tenha sido observado um maior desenvolvimento dos tecidos conectivos fetais juntamente com adelgaçamento do tecido epitelial materno, modificações estruturais que facilitariam as trocas transplacentárias, aumentando a eficiência da placenta. Estas diferenças nos placentônios são evidências de diferenças funcionais da placenta dos embriões produzidos in vitro. Ambos os autores sugerem que a relação de excessivo peso fetal e quantidade diminuída de placentônios pode levar a uma eficiência placentária reduzida, principalmente no terço final da gestação. A placenta pode responder à fase final da gestação, com desenvolvimento de placentônios acessórios, e presume-se que aquelas gestações que não sofrem adaptações e aumentam a eficiência placentária, não prosseguem (CONSTANT et al., 2006). Mesmo quando há um número de placentônios similar ao esperado ao final da gestação, os distúrbios de desenvolvimento ocorridos anteriormente permanecem e podem induzir outras alterações na placenta para o prosseguimento da gestação, e consequentemente maiores perturbações nas funções placentárias e desenvolvimento fetal. A fisiologia feto-placentária pode estar perturbada, mesmo quando não são observadas diferenças morfológicas no feto ou placenta. Modificações na captação umbilical de glicose e lactato entre fetos de PIV em comparação a fetos de IA, sugerem alterações na capacidade de transferência e/ou necessidade nutricionais da placenta. Adicionalmente, observou-se diferenças de gases, íons e hemoglobina na composição sanguínea das receptoras, que podem estar associadas a oferta de oxigênio ao útero e a função placentária e miometrial no final da 26 gestação (SANGILD et al., 2000). Além das necessidades do feto em desenvolvimento, a própria placenta demanda grandes quantidades de energia, cerca de 60 a 75% da glicose da circulação uterina, e modificações funcionais e morfológicas podem agravar os distúrbios metabólicos feto-placentários (CHAVATTE-PALMER et al., 2011). Nota-se que nem sempre o aumento de peso do feto virá acompanhado de um aumento no peso da placenta (SINCLAIR et al., 1999), ou mesmo o aumento do peso da placenta será uma consequência posterior ao crescimento excessivo do feto (CONSTANT et al., 2006). A partir desde dados a conclusão de Young, Sinclair e Wilmut (1998) é bastante apropriada: “Assim, o crescimento excessivo parece ser impulsionado pelo feto e não pela placenta, embora a funçãoplacentária, em vez do tamanho, pode ser afetada.” (YOUNG, SINCLAIR e WILMUT, 1998, p. 156). Entretanto, apesar de nem todo feto de PIV grande ter uma placenta grande, a presença de fetos grandes e a ocorrência de hidrâmnio são relacionadas ao crescimento fetal excessivo e precoce, e uma consequente hipóxia fetal. Tais condições podem predispor ao desenvolvimento de hidrâmnio, e por isso ser observada uma maior incidência (SINCLAIR et al., 1999). Em ovinos, 23% dos embriões produzidos em co-cultura apresentaram hidrâmnio (SINCLAIR et al., 1999). Já em bovinos, a incidência de hidroalantóide se destaca, em gestações normais é de < 0,1%, já em gestação de PIV chega ≤ 2% (BERTOLINI et al., 2007). Em gestação de clones a incidência de hidroalantóide pode variar enormemente, de valores próximos a 0% até 60% (FARIN, PIEDRAHITA e FARIN, 2006). 27 Como supõem Farin, Piedrahita e Farin (2006), as anormalidades de placenta de menor gravidade possivelmente são devido a mecanismos compensatórios da unidade feto- placentária, em casos mais graves, como hidroalantóide, não há uma compensação efetiva (Tipo III). Soma-se a esta hipótese, a menor quantidade de placentônios limitando a disponibilidade de nutrientes e trocas gasosas (FARIN e FARIN, 1995), principalmente no final da gestação, período coincidente com o aparecimento de hidroalantóide (CONSTANT et al., 2006). Alterações como hidroalantóide, além de edema de membranas fetais e tecidos placentários, são responsáveis por uma grande proporção da perdas fetais (CHAVATTE- PALMER et al., 2011). Como demonstrado por Hasler (2000), em que os fetos morreram antes de vir a termo em todas as gestações que apresentaram hidroalantóide. 2.2.2 Parto 2.2.2.1 Distúrbios no Peso e Duração da Gestação No momento do parto, a síndrome é caracterizada principalmente por um maior peso do neonato e duração prolongada da gestação (WALKER, HEARD e SEAMARK, 1992; THOMPSON et al., 1995; HOLM, WALKER e SEAMARK, 1996; KRUIP e DEN DAAS, 1997; BROWN e RADZIEWIC, 1998; VAN WAGTENDONK-DE LEEUW, AERTS e DEN DAAS, 1998; HARLER, 2000). Em ovinos, constatou-se um aumento de 14% no peso dos embriões cultivados em meio com co-cultura de células da granulosa no dia 61 de gestação, e 34% no dia 125 de gestação, em comparação ao grupo controle (SINCLAIR et al., 1999). Em ovelhas da raça merino, 74% dos neonatos pesavam mais que 4kg, o peso considerado normal para a raça. Relatou-se o 28 nascimento de cordeiros pesando 10, 13, e 20 kg, cinco vezes o peso considerado médio, contudo, estes cordeiros apresentavam hidropsia fetal (BROWN e RADZIEWIC, 1998). Enquanto em bovinos, observou-se um peso ao parto 33% maior em bezerros resultantes de PIV que o grupo controle (BERTOLINI e ANDERSON, 2002). Além de relatos de bezerros extremamente pesados, com mais de 70 kg ao nascer, e incidência de 20% dos bezerros acima dos 50 kg (KRUIP e DEN DAAS, 1997). Com relação a duração da gestação, observa-se uma variação de 147 a 155 dias nas prenhezes de embriões ovinos de PIV, em relação a 145 a 152 dias do tratamento in vivo (WALKER, HEARD e SEAMARK, 1992). Posteriormente, Holm, Walker e Seamark (1996) avaliaram que duração média das gestações das ovelhas receptoras dos zigotos produzidos in vitro (MIV-FIV) foram quatro dias maior que o grupo controle, independente do posterior cultivo ter acontecido in vitro ou in vivo. Em ovelhas receptoras da raça merino, observou-se um aumento de dez a 12 dias na gestação (BROWN e RADZIEWIC, 1998). Em bovinos, houve também um acréscimo de três dias nas gestações de bezerros provenientes de PIV comparados aos bezerros de IA (VAN WAGTENDONK-DE LEEUW, AERTS e DEN DAAS, 1998). Já no experimento conduzido por Bertolini e Anderson, (2002), os bezerros de PIV eram 33% mais pesados, contudo, não houve aumento na duração da gestação. Apesar de, em condições normais, peso e duração da gestação estarem diretamente ligados, no caso de LOS, não constituem fatores dependentes (MCEVOY et al., 1998) nem completamente independentes (VAN WAGTENDONK-DE LEEUW, AERTS e DEN DAAS, 29 1998), pois o próprio aumento da duração da gestação indica distúrbio na fisiologia fetal já que o evento do parto é sinalizado pelo feto (HOLM, WALKER e SEAMARK, 1996). O aumento na duração da gestação contribui com algum aumento de peso, mas a constatação de fetos maiores em diferentes fases da gestação (FARIN e FARIN, 1995, SINCLAIR et al., 1999) ou mesmo quando não há prolongamento da gestação (BERTOLINI e ANDERSON, 2002), confirma que o aumento de peso observado na LOS não deve-se ao prolongamento da gestação (FARIN e FARIN, 1995). Wilson et al. (1995) complementaram que a variabilidade no peso ao parto não pode ser atribuída à duração da gestação, nem a raça da receptora, genótipo do bezerro, ou no caso de clones, à doadora de oócitos. 2.2.2.2 Distocia Existe uma maior probabilidade de distocias de origem fetal, gerada pelo grande tamanho do feto (KRUIP e DEN DAAS, 1997; BROWN e RADZIEWIC, 1998; VAN WAGTENDONK- DE LEEUW, AERTS e DEN DAAS, 1998; FARIN, PIEDRAHITA e FARIN, 2006); e de origem materna, devido deficiências na fisiologia do parto (PTAK et al., 2002). Independente das causas, o resultado é uma maior assistência ao parto, cesarianas, e morte perinatal (PRESTES et al., 2009). Da observação de uma população de 529 receptoras de embriões de PIV, Prestes et al. (2009) reportaram que 123 animais (23,25%) necessitaram de algum tipo de assistência ao parto, 17,39% de tração forçada e 5,86% de cesariana. 30 Ptak et al. (2002) evidenciaram a deficiência ou inexistência de sinais maternos característicos da aproximação do parto, como, ato compulsivo de lamber, inquietação, balido materno, edema de vulva, dilatação cervical, preparação de glândula mamária; contratilidade durante o parto; e comportamento materno no pós-parto. Estes distúrbios também são atribuídos a uma inadequada sinalização materno-fetal. Em ruminantes, o aumento de cortisol na fase pré-parto estimula a queda na progesterona plasmática e inicia os eventos do parto. A utilização de corticóides exógenos simula esta sinalização fetal. Uma estratégia que traz muitos benefícios terapêuticos e preventivos, induzindo a maturação fetal, preparação materna, e o parto (PTAK et al., 2002). Devido as complicação geradas por um trabalho de parto não pronunciado, muito dos partos, quando não assistidos, resultavam em morte do produto ou grande necessidade de cesariana (HASLER, 1996; HASLER, 2000). Entretanto, quando acompanhados e prontamente executada a cesariana, a operação é muito bem sucedida resultando em poucas mortes (HASLER, 1996). 2.2.3 Pós-Parto 2.2.3.1 Morbidade e Mortalidade Perinatal A síndrome do neonato grande é associada com uma alta morbidade (WALKER, HARTWICH E SEAMARK, 1996), representada principalmente por septicemia e endotoxemia (PRESTES et al., 2009); e alta mortalidade perinatal (WALKER, HEARD e 31 SEAMARK, 1992; WALKER, HARTWICH E SEAMARK, 1996; KRUIP e DEN DAAS, 1997; BROWN e RADZIEWIC, 1998; PRESTES, 2005; PRESTES et al., 2009). As perdas peri e pós-natais variam bastante, mas, em sua maioria, são muito altas. Walker, Heard e Seamark (1992) relataram 20% de cordeiros mortos ao parto originados do tratamento in vitro, e apenas 3,4% do tratamento in vivo. Posteriormente, são relatadas mortalidades de 15% (HASLER, 1996) e 14,9% (HASLER, 2000). A prevalência de bezerros que estavam mortos ao parto ou morreram logo após são de 2,4% (VAN WAGTENDONK-DE LEEUW,AERTS e DEN DAAS, 1998) a 7,93% (PRESTES et al., 2009). Ao realizar necropsia de 42 bezerros de PIV que vieram a óbito de uma população total de 529, Prestes et al. (2009) observaram que os principais órgãos afetados eram fígado, rins e pulmões. Enquanto as principais lesões apresentadas eram, congestão e hemorragia no fígado e rins; e edema, enfisema, e atelectasia nos pulmões. Entretanto, não se tem conhecimento se estas altas taxas de mortalidade perinatal apresentados pelos neonatos são devido aos distúrbios de tamanho e peso, ou são gerados pelas complicações ao parto (KRUIP e DEN DAAS, 1997). Bertolini et al. (2007) evidenciaram que o conjunto de alterações que são observadas na placenta pode ser uma das causa primárias de: perdas fetais, desenvolvimento anormal dos órgãos fetais, deficiência na homeostasia de órgãos e sistemas após o parto, que comprometem a sobrevivência neonatal. 32 Por outro lado, está comprovado que a mortalidade perinatal aumenta proporcionalmente à necessidade de assistência ao parto independente da origem do embrião (VAN WAGTENDONK-DE LEEUW, AERTS e DEN DAAS, 1998). E sabe-se que alguns dos fatores que diminuem a sobrevivência no momento do parto ou peri-natal são, gestação prolongada, distocia grave, insuficiência no desenvolvimento ou função placentária, falhas na adaptação metabólica a vida extra-uterina (FARIN, PIEDRAHITA e FARIN, 2006). Além das consequências geradas pela alta incidência de distocias, outros transtornos observados em clones bovinos recém-nascidos foram fraqueza, hipoxemia, hipotermia, relutância em mamar, ausência do reflexo de sucção, hipoglicemia, e acidose metabólica (GARRY et al., 1996). Foram constatadas alterações também do metabolismo e composição sanguínea na circulação umbilical no pré-parto, e 24 horas pós-parto. Entretanto as análises do parâmetros hematológicos demonstraram uma maturação avançada, que não condiz com a possibilidade de dificuldades de adaptação a vida extra-uterina (SANGILD et al., 2000), como sugerido por Garry et al. (1996). 2.2.3.2 Distúrbios de Conformação e Órgãos Diretamente relacionadas a mortalidade e morbidade no pós-parto, os neonatos de PIV atingidos pela LOS comumente apresentam anormalidades de conformação e órgãos. Van Wagtendonk-De Leeuw, Aerts e Den Daas, (1998) registraram altas taxas de malformações congênitas em neonatos resultado de PIV (3,2%) em comparação a neonatos provenientes de IA (0,7%), incluindo a ocorrência de hidroalantóide, abordada anteriormente. Foram relatadas principalmente anormalidades em membros (KRUIP e DEN DAAS, 1997; VAN WAGTENDONK-DE LEEUW, AERTS e DEN DAAS, 1998; SANGILD et al., 2000), 33 coluna (VAN WAGTENDONK-DE LEEUW, AERTS e DEN DAAS, 1998), e esqueleto de uma forma geral (WILLADSEN et al., 1991; FARIN e FARIN, 1995). As alterações em órgãos caracterizam-se principalmente por um aumento de tamanho e peso. E os órgãos comumente afetados são: fígado (SINCLAIR et al., 1999; BERTOLINI e ANDERSON, 2002; CONSTANT el al., 2006), rins (SINCLAIR et al., 1999; CONSTANT el al., 2006; ROOKE et al., 2007), e coração (SINCLAIR et al., 1999; BERTOLINI e ANDERSON, 2002; CONSTANT et al., 2006; ROOKE et al., 2007). Notou-se também alteração nas fibras musculares (CROSIER et al., 2002). Farin e Farin (1995) constataram que mesmo apresentando um tamanho acima do normal, os órgãos eram proporcionais ao tamanho e peso excessivos do feto. Já Rooke et al. (2007) encontraram desproporção de tamanho e peso do coração, em comparação ao feto. 2.2.3.3 Efeitos no Crescimento O posterior crescimento desses neonatos afetados pelas LOS merece maiores esclarecimentos, embora acredite-se que o crescimento excessivo ocorre unicamente no período pré-natal (MCEVOY et al., 1998), e se equipara ao crescimento dos animais controle por volta de um ano de idade (WILSON et al., 1995; WALKER et al., 1996). Na raça bovina simental, Mcevoy et al., (1998) observaram que todos os 12 bezerros derivados de embriões produzidos in vitro apresentaram peso maior que aqueles produzidos in vivo, sete deles apresentaram mais de 60kg. Contudo, ao analisar os bezerros às 46 semanas de vida, não havia diferenças significativas no peso vivo, condição corporal, e ganho de peso vivo diário. Com 50 a 64 34 semanas de vida, continuavam não apresentando diferenças significativas de peso vivo, ganho médio de peso vivo diário ou mesmo no peso da carcaça após o abate. O experimento conduzido por Wilson et al. (1995) obteve uma maior variabilidade e peso ao parto de clone bovinos, comparados com seus irmãos idênticos de TE, IA e monta natural, sugerindo alterações no desenvolvimento durante o procedimento. Contudo, esta diferença no peso declina com o tempo, e não foram constatadas diferenças no crescimento pós-natal, inclusive aos 365 dias de vida as características e crescimento dos grupos eram similares. Todavia, anormalidades em órgãos parecem não ser reversíveis como o crescimento. Apesar de aparentemente iguais em peso no momento do abate, nos sete animais com peso maior que 60kg da raça bovina simental, foi constatada a presença de corações mais pesados (MCEVOY et al., 1998). Os autores sugeriram que a alteração ocorreu como uma resposta adaptativa a insuficiência da placenta para suprir as trocas gasosas do feto. Como Sinclair et al. (1999) presumiram, o crescimento exagerado do feto pode levar à hipoxia fetal e adicionalmente há uma quantidade menor de placentônios limitando a disponibilidade de nutrientes e trocas gasosas (FARIN e FARIN, 1995). Condição que se encaixa perfeitamente na classificação de Farin, Piedrahita e Farin (2006), confirmando que quando a placenta não consegue compensação efetiva há alteração grave no feto. 2.2.4 Prevenção e Cuidados com o Neonato e a Fêmea Gestante Kruip e Den Daas (1997), sugeriram que algumas medidas sejam preparadas ao se tratar de animais gestantes de embriões produzidos in vitro e clonados, como: escolher cuidadosamente as receptoras, induzir gestações gemelares em ovelhas, induzir o parto e preparar-se para 35 necessidade de cesariana. Birgel Junior et al. (2011) recomendaram que os partos de fetos clonados fossem feita através de indução em período pré-determinado, seguida prontamente pela cesariana, para evitar o comprometimento do feto por um baixa oxigenação devido as disfunções placentárias. Em condições normais, a indução de gestação gemelar diminui o peso dos fetos, entretanto, quando se trata de animais de PIV isto nem sempre é verdadeiro. Devido à LOS, pode ocorrer de ambos os fetos crescerem exageradamente ou mesmo um dos fetos crescer demais enquanto o outro permanece pequeno. Esta condição pode levar a uma maior mortalidade peri e pós-natal, quando associados ao grande tamanho do neonato e as distocias (BROWN e RADZIEWIC, 1998). Enquanto a escolha das receptoras de segunda ou mais crias é uma estratégia efetiva para prevenir a alta incidência de distocias (VAN WAGTENDONK-DE LEEUW, AERTS e DEN DAAS, 1998). Quando for possível, é recomendado o monitoramento pré-natal periódico das gestações de embriões produzidos in vitro. Deve ser realizado o exame clínico geral da receptora, principalmente o acompanhamento do peso corporal, ingestão de alimentos, e circunferência abdominal, que são indicativos importantes de hidroalantóide e compõem um prognóstico desfavorável para o feto (CHAVATTE-PALMER et al., 2011). A palpação transretal e a ultrassonografia transretal e transabdominal são de suma importância para avaliação da gestação. Deve ser avaliado o útero, e detectadas alteraçõescomo placentônios aumentados e edematosos, e o acúmulo anormal de líquidos. Além disto, com auxilio da ultrassonografia, pode-se avaliar alterações fetais e a viabilidade fetal, entretanto, a melhor maneira de diagnosticar LOS é através do monitoramento dos 36 placentônios, mas especificamente através do grau de edema (CHAVATTE-PALMER et al., 2011). Embora, não exista nenhum tratamento, casos menos graves de hidroalantóide podem ser acompanhados e controlados até o momento do parto. A ingestão de alimento e condição metabólica materna devem ser cuidadosamente monitorados devido à maior propensão dos ruminantes a desenvolver cetose e esteatose hepática devido à capacidade digestiva reduzida pela hidroalantóide. Adicionalmente, o crescimento rápido e excessivo fetal pode agravar as desordens metabólicas. O acompanhamento da condição metabólica da receptora, com exames laboratoriais, principalmente cetonas urinárias, permitem um diagnóstico e intervenção precoces (CHAVATTE-PALMER et al. 2011). Contudo, Chavatte-Palmer et al. (2011) advertiram que a idade gestacional em que se desenvolve a hidroalantóide é um dos fatores mais importantes no prognóstico, geralmente quando a hidroalantóide desenvolve-se duas semanas antes do parto o feto tende a sobreviver. Embora, em casos graves, o feto possa sobreviver até o parto, a saúde e sobrevivência do feto no pós-parto é comprometida. Por fim, a gestação chegando a termo, deve-se sempre manter vigilância e acompanhar atentamente os animais durante o parto e após nascidos, dando pronto tratamento terapêutico e de suporte sempre que preciso que variam desde completa ressucitação ao aquecimento (GARRY et al., 1996). Recomenda-se a indução e programação dos partos para o período da tarde, com o objetivo de prevenir ou minimizar a hipotermia e hipoglicemia, e prontamente proceder com a limpeza e secagem do neonato e se possível transferi-los para um ambiente protegido (BIRGEL JUNIOR et al., 2011). 37 3 CONSIDERAÇÕES FINAIS A Síndrome do Neonato Grande apresenta um variedade muito grande de sintomas e achados. A medida que os estudos são executados, causas in vivo, como assíncronia e ação da progesterona, elucidam situações que chegam a um resultado similar de sintomas. Entretanto, a síndrome em si trata-se de uma expressão fenotípica anormal de origem fetal, que ocorre em embriões produzidos in vitro, de causas ainda não esclarecidas. Os fatores abordados com relação a etiopatogenia e sintomas no feto, placenta, e metabolismo materno-fetal, parecem interagir gerando uma grande diversidade de fenótipos, tornando difícil a visualização das causas primárias e efeitos. Sabe-se da influência que o ambiente tem no desenvolvimento do embrião, e adicionalmente alterações na metilação dos genes imprinted, parecem desempenhar um papel importante na etipatogenia. Contudo, apesar de genes individuais terem sido associados a LOS, esta síndrome parece envolver uma maior alteração, interação entre genes ou um efeito dominó. Estas pesquisas que definem diferenças epigenéticas são importantes, todavia, não esclarecem a principal dúvida da síndrome do neonato grande: o quê, no método de produção de embriões in vitro, causa a LOS. Inclusive, deveriam ser desenvolvidas pesquisas que buscassem métodos de identificação precoce dos embriões atingidos pela LOS, ou aqueles que possuem uma maior probabilidade de desenvolvimento normal. Com base nos dados levantados até então define-se a ineficiência dos meios in vitro em gerar uma produção estável, de neonatos saudáveis e com índices aceitáveis de sucesso. E confirma-se a importância do ambiente no desencadeamento da LOS alterando o embrião de 38 alguma maneira. Entretanto, este componentes deletérios presentes no ambiente, ainda não foram identificados. E esta descoberta é de suma importância para obter maior confiabilidade e consequente aplicabilidade comercial às técnicas de produção de embriões in vitro e clonagem. 39 REFERÊNCIAS ACOG, Technical Bulletin number 159. Fetal macrosomia. International Journal of Gynecology & Obstetrics, v. 39, p. 341-345, 1992. BARNES, F. I. The effects of the early uterine environment on the subsequent development of embryo and fetus. Theriogenology, v. 53, p. 649-658, 2000. BEHBOODI, E. ; ANDERSON, G. B. ; BONDURANT, R. H. ; CARGILL, S. L. ; KREUSCHER, B. R. ; MEDRANO, J. F. ; MURRAY, J. D. Birth of large calves that developed from in vitro-derived bovine embryos. Theriogenology, v. 44, p. 227-232, 1995. BERTOLINI M. ; ANDERSON, G. B. The placenta as a contributor to production of large calves. 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