Published June 10, 2013 | Version v1
Publication Open

Gamete Therapeutics: Recombinant Protein Adsorption by Sperm for Increasing Fertility via Artificial Insemination

Creators

  • 1. Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias
  • 2. Wayne State College
  • 3. STgenetics (United States)
  • 4. Texas A&M University
  • 5. Universidad Veracruzana
  • 6. Universidad Nacional Autónoma de México
  • 7. Universidad de Cuautitlán Izcalli

Description

A decrease in fertility can have a negative economic impact, both locally and over a broader geographical scope, and this is especially the case with regard to the cattle industry. Therefore, much interest exists in evaluating proteins that might be able to increase the fertility of sperm. Heparin binding proteins (HBPs), specifically the fertility associated antigen (FAA) and the Type-2 tissue inhibitor of metalloproteinase (TIMP-2), act to favor the capacitation and acrosome reaction and perhaps even modulate the immune system's response toward the sperm. The objective of this research was to determine the effect on fertility of adding recombinant FAA (rFAA) and recombinant TIMP-2 (rTIMP-2) to bovine semen before cryopreservation for use in an artificial insemination (AI) program in a tropical environment. For this experiment, 100 crossbred (Bos taurus x Bos indicus) heifers were selected based on their estrus cycle, body condition score (BCS), of 4 to 6 on a scale of 1 to 9, and adequate anatomical conformation evaluated by pelvic and genital (normal) measurements. Heifers were synchronized using estradiol benzoate (EB), Celosil® (PGF2α) (Shering-Plough) and a controlled internal drug release (CIDR) device was inserted that contained progesterone. Inseminations were performed in two groups at random, 50 animals per group. The control group was inseminated with conventional semen. The treatment group was inseminated with semen containing rFAA (25 µg/mL) and rTIMP-2 (25 µg/mL). In the control group a 16% pregnancy rate was obtained versus a 40% pregnancy rate for the HBP treatment group, resulting in a significant difference (P = 0.0037). Given the results herein, one may conclude that the HBPs can increase fertility and could be an option for cattle in tropical conditions; however, one needs to consider the environment, nutrition, and the genetic interaction affecting the final result in whatever reproductive program that is implemented.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يمكن أن يكون لانخفاض الخصوبة تأثير اقتصادي سلبي، محليًا وعلى نطاق جغرافي أوسع، وهذا هو الحال بشكل خاص فيما يتعلق بصناعة الماشية. لذلك، يوجد اهتمام كبير بتقييم البروتينات التي قد تكون قادرة على زيادة خصوبة الحيوانات المنوية. تعمل بروتينات ربط الهيبارين (HBPs)، وتحديدًا المستضد المرتبط بالخصوبة (FAA) ومثبط أنسجة النوع 2 من الميتالوبروتينيز (TIMP -2)، على تفضيل السعة والتفاعل الجسيم الطرفي وربما حتى تعديل استجابة الجهاز المناعي تجاه الحيوانات المنوية. كان الهدف من هذا البحث هو تحديد التأثير على الخصوبة لإضافة FAA المؤتلف (rFAA) و TIMP -2 المؤتلف (rTIMP -2) إلى السائل المنوي البقري قبل الحفظ بالتبريد لاستخدامه في برنامج التلقيح الاصطناعي (AI) في بيئة استوائية. بالنسبة لهذه التجربة، تم اختيار 100 عجل هجين (Bos taurus x Bos indicus) بناءً على دورة الشبق، ودرجة حالة الجسم (BCS)، من 4 إلى 6 على مقياس من 1 إلى 9، والتشكيل التشريحي الكافي الذي تم تقييمه بواسطة قياسات الحوض والأعضاء التناسلية (الطبيعية). تمت مزامنة العجول باستخدام استراديول بنزوات (EB)، سيلوسيل® (PGF2 α) (شيرينج- بلاو) وتم إدخال جهاز إطلاق دواء داخلي مضبوط (CIDR) يحتوي على البروجسترون. تم إجراء التلقيح في مجموعتين بشكل عشوائي، 50 حيوانًا لكل مجموعة. تم تلقيح المجموعة الضابطة بالسائل المنوي التقليدي. تم تلقيح مجموعة العلاج بالسائل المنوي الذي يحتوي على rFAA (25 ميكروغرام/مل) و rTIMP -2 (25 ميكروغرام/مل). في المجموعة الضابطة، تم الحصول على معدل حمل بنسبة 16 ٪ مقابل معدل حمل بنسبة 40 ٪ لمجموعة علاج HBP، مما أدى إلى اختلاف كبير (P = 0.0037). بالنظر إلى النتائج الواردة هنا، يمكن للمرء أن يستنتج أن الممارسات التجارية الجيدة يمكن أن تزيد من الخصوبة ويمكن أن تكون خيارًا للماشية في الظروف الاستوائية ؛ ومع ذلك، يحتاج المرء إلى النظر في البيئة والتغذية والتفاعل الجيني الذي يؤثر على النتيجة النهائية في أي برنامج إنجابي يتم تنفيذه.

Translated Description (French)

Une baisse de la fécondité peut avoir un impact économique négatif, à la fois localement et sur une zone géographique plus large, et cela est particulièrement le cas en ce qui concerne l'industrie bovine. Par conséquent, l'évaluation des protéines susceptibles d'augmenter la fertilité des spermatozoïdes suscite beaucoup d'intérêt. Les protéines de liaison à l'héparine (HBP), en particulier l'antigène associé à la fertilité (FAA) et l'inhibiteur tissulaire de métalloprotéinase de type 2 (TIMP-2), agissent pour favoriser la réaction de capacitation et d'acrosome et peut-être même moduler la réponse du système immunitaire envers le sperme. L'objectif de cette recherche était de déterminer l'effet sur la fertilité de l'ajout de FAA recombinant (rFAA) et de TIMP-2 recombinant (rTIMP-2) au sperme bovin avant la cryoconservation pour une utilisation dans un programme d'insémination artificielle (IA) dans un environnement tropical. Pour cette expérience, 100 génisses croisées (Bos taurus x Bos indicus) ont été sélectionnées en fonction de leur cycle œstral, de leur score de condition corporelle (score BCS), de 4 à 6 sur une échelle de 1 à 9, et d'une conformation anatomique adéquate évaluée par des mesures pelviennes et génitales (normales). Les génisses ont été synchronisées à l'aide de benzoate d'estradiol (EB), de Celosil ® (PGF2α) (Shering-Plough) et un dispositif de libération interne contrôlée de médicament (CIDR) contenant de la progestérone a été inséré. Les inséminations ont été réalisées en deux groupes au hasard, 50 animaux par groupe. Le groupe témoin a été inséminé avec du sperme conventionnel. Le groupe de traitement a été inséminé avec du sperme contenant du rFAA (25 µg/mL) et du rTIMP-2 (25 µg/mL). Dans le groupe témoin, un taux de grossesse de 16 % a été obtenu contre un taux de grossesse de 40 % pour le groupe de traitement du HBP, ce qui a entraîné une différence significative (P = 0,0037). Compte tenu des résultats présentés ici, on peut conclure que les PSH peuvent augmenter la fertilité et pourraient être une option pour les bovins dans des conditions tropicales ; cependant, il faut tenir compte de l'environnement, de la nutrition et de l'interaction génétique affectant le résultat final dans tout programme de reproduction mis en œuvre.

Translated Description (Spanish)

Una disminución de la fertilidad puede tener un impacto económico negativo, tanto a nivel local como en un ámbito geográfico más amplio, y este es especialmente el caso de la industria ganadera. Por lo tanto, existe mucho interés en evaluar las proteínas que podrían ser capaces de aumentar la fertilidad de los espermatozoides. Las proteínas de unión a la heparina (HBP), específicamente el antígeno asociado a la fertilidad (FAA) y el inhibidor tisular de tipo 2 de la metaloproteinasa (TIMP-2), actúan para favorecer la capacidad y la reacción del acrosoma y tal vez incluso modular la respuesta del sistema inmunitario hacia los espermatozoides. El objetivo de esta investigación fue determinar el efecto sobre la fertilidad de la adición de FAA recombinante (rFAA) y TIMP-2 recombinante (rTIMP-2) al semen bovino antes de la crioconservación para su uso en un programa de inseminación artificial (IA) en un entorno tropical. Para este experimento, se seleccionaron 100 novillas cruzadas (Bos taurus x Bos indicus) en función de su ciclo estral, puntuación de condición corporal (BCS), de 4 a 6 en una escala de 1 a 9, y conformación anatómica adecuada evaluada por mediciones pélvicas y genitales (normales). Las novillas se sincronizaron utilizando benzoato de estradiol (EB),Celosil ® (PGF2α) (Shering-Plough) y se insertó un dispositivo de liberación interna controlada de fármacos (CIDR) que contenía progesterona. Las inseminaciones se realizaron en dos grupos al azar, 50 animales por grupo. El grupo control fue inseminado con semen convencional. El grupo de tratamiento se inseminó con semen que contenía rFAA (25 µg/mL) y rTIMP-2 (25 µg/mL). En el grupo de control se obtuvo una tasa de embarazo del 16% frente a una tasa de embarazo del 40% para el grupo de tratamiento con HTA, lo que resultó en una diferencia significativa (P = 0,0037). Dados los resultados en este documento, se puede concluir que los HBP pueden aumentar la fertilidad y podrían ser una opción para el ganado en condiciones tropicales; sin embargo, se debe considerar el medio ambiente, la nutrición y la interacción genética que afecta el resultado final en cualquier programa reproductivo que se implemente.

Files

journal.pone.0065083&type=printable.pdf

Files (1.1 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:375af633ba4f6da1680f31b2f5a304a2
1.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
علاجات الأمشاج: امتصاص البروتين المؤتلف بواسطة الحيوانات المنوية لزيادة الخصوبة عن طريق التلقيح الاصطناعي
Translated title (French)
Gamete Therapeutics : Adsorption de protéines recombinantes par le sperme pour augmenter la fertilité par insémination artificielle
Translated title (Spanish)
Terapéutica de gametos: adsorción de proteínas recombinantes por espermatozoides para aumentar la fertilidad mediante inseminación artificial

Identifiers

Other
https://openalex.org/W1971554368
DOI
10.1371/journal.pone.0065083

Is supplement to
https://openalex.org/W4251286529 (Other)
https://openalex.org/W2904113069 (Other)
https://openalex.org/W2902844520 (Other)
https://openalex.org/W2801683643 (Other)
https://openalex.org/W2418970356 (Other)
https://openalex.org/W2348944579 (Other)
https://openalex.org/W2164726423 (Other)
https://openalex.org/W2144597087 (Other)
https://openalex.org/W2080064871 (Other)
https://openalex.org/W2036457475 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Mexico

References

  • https://openalex.org/W1493790738
  • https://openalex.org/W1556067458
  • https://openalex.org/W182397125
  • https://openalex.org/W1970106834
  • https://openalex.org/W1974084046
  • https://openalex.org/W1996240496
  • https://openalex.org/W2033916643
  • https://openalex.org/W2040219580
  • https://openalex.org/W2047013333
  • https://openalex.org/W2061023701
  • https://openalex.org/W2069301019
  • https://openalex.org/W2073371105
  • https://openalex.org/W2086576099
  • https://openalex.org/W2087396220
  • https://openalex.org/W2098641391
  • https://openalex.org/W2119582883
  • https://openalex.org/W2134513642
  • https://openalex.org/W2156103095
  • https://openalex.org/W2160775352
  • https://openalex.org/W2163338757
  • https://openalex.org/W2169814927
  • https://openalex.org/W2338515340
  • https://openalex.org/W342584541