Cryopreservation of turkey spermatozoa without permeant cryoprotectants

Gloria, Alessia; Toscani, T; Robbe, Domenico; Parrillo, Salvatore; Amicis, Ippolito De; Contri, Alberto

doi:10.1016/j.anireprosci.2019.106218

Cited by 9 publications

(11 citation statements)

References 38 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…In addition, in accordance with Gloria et al [37], we assume that the smaller molecules such as sucrose and trehalose could enter the intra-cytoplasmic compartment of spermatozoa, interfering with sperm metabolism or structural integrity, while larger molecules such as Ficoll (70,000 MW) would not be transported into this compartment.…”

Section: Discussionsupporting

confidence: 77%

“…However, in order to reduce the cryo-damages caused by permeant CPAs, the addition of NP-CPAs in the freezing medium in combination with permeant ones have been considered in avian sperm [8,32,34,35]. The main NP-CPAs employed for semen cryopreservation in avian species have been PVP [3,4,36], sucrose, and trehalose [32,34], moreover, recently the Ficoll 70 has been used successfully in chicken [35] and dextran in turkey [37]. To the best of our knowledge there are only a few papers in the literature regarding the combination between P-CPAs and NP-CAPs in the freezing protocol for turkey semen and the use of Ficoll as a NP-CPA has not yet been tested in the turkey.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Finding an Effective Freezing Protocol for Turkey Semen: Benefits of Ficoll as Non-Permeant Cryoprotectant and 1:4 as Dilution Rate

Iorio

Rusco

Iampietro

et al. 2020

Animals

View full text Add to dashboard Cite

The present study aimed to find an effective cryopreservation protocol for turkey semen through the combined use of dimethylsulfoxide (DMSO) and three non-permeant cryoprotectants (NP-CPAs), sucrose, trehalose, and Ficoll 70. In addition, the action of two dilution rates (1:2 and 1:4) were also investigated. Semen was processed according to two final dilution rates and the following treatments: Tselutin extender (TE)/DMSO (control), TE/DMSO + sucrose or trehalose 50, 100, 200, or 400 mM, and TE/DMSO + Ficoll 0.5, 0.75, 1, or 1.5 mM. In total 26 different combinations treatments were achieved. The diluted semen was filled up into straws and frozen on liquid nitrogen vapor. The post-thawing sperm quality was assessed by analyzing motility, membrane integrity, osmotic resistance, and DNA integrity. The results obtained revealed a significant effect of NP-CPA concentration on total and progressive motility, on most of the kinetic parameters, on membrane integrity and DNA integrity, while the post-thaw quality was less affected by dilution rate. The highest post-thaw quality for all sperm quality parameters assessed except curvilinear velocity (VCL) and DNA integrity were found in semen frozen with 1 mM Ficoll/1:4 (p < 0.05). Our findings provide an important contribution for the identification of a reference procedure for turkey semen cryopreservation, in order to create the first national avian semen cryobank.

show abstract

Section: Discussionsupporting

confidence: 77%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Finding an Effective Freezing Protocol for Turkey Semen: Benefits of Ficoll as Non-Permeant Cryoprotectant and 1:4 as Dilution Rate

Iorio

Rusco

Iampietro

et al. 2020

Animals

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The high number of –OH groups in dextran interfering with H bond formation inhibits large ice crystal formation during semen cryopreservation [ 47 ]. Moreover, it was reported that aqueous solutions with polymers reduce the crystallization temperatures, and finally they can undergo supercooling more easily [ 48 ].…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Boar Sperm Cryopreservation Improvement Using Semen Extender Modification by Dextran and Pentaisomaltose

Šimoník

Bubeníčková

Tůmová

et al. 2022

Animals

View full text Add to dashboard Cite

The long-term storage of boar sperm presents an ongoing challenge, and the modification of the cryoprotective compounds in semen extenders is crucial for improving cryopreservation’s success rate. The aim of our study was to reduce the percentage of glycerol in the extender by elimination or substitution with biocompatible, non-toxic polysaccharides. For boar semen extender improvement, we tested a novel modification with the polysaccharides dextran and pentaisomaltose in combination with unique in silico predictive modeling. We targeted the analysis of in vitro qualitative sperm parameters such as motility, viability, mitochondrial activity, acrosome integrity, and DNA integrity. Non-penetrating polysaccharide-based cryoprotective agents interact with sperm surface proteins such as spermadhesins, which are recognized as fertility markers of boar sperm quality. The in silico docking study showed a moderate binding affinity of dextran and pentaisomaltose toward one specific spermadhesin known as AWN, which is located in the sperm plasma membrane. Pentaisomaltose formed a hydrophobic pocket for the AWN protein, and the higher energy of this protein–ligand complex compared with dextran was calculated. In addition, the root mean square deviation (RMSD) analysis for the molecular dynamics (MD) of both polysaccharides and AWN simulation suggests their interaction was highly stable. The in silico results were supported by in vitro experiments. In the experimental groups where glycerol was partially or entirely substituted, the use of pentaisomaltose resulted in improved sperm mitochondrial activity and DNA integrity after thawing when compared with dextran. In this paper, we demonstrate that pentaisomaltose, previously used for cryopreservation in hematopoietic stem cells, represents a promising compound for the elimination or reduction of glycerol in extenders for boar semen cryopreservation. This novel approach, using in silico computer prediction and in vitro testing, represents a promising technique to help identify new cryoprotectants for use in animal breeding or genetic resource programs.

show abstract

“…Присутствие компонентов, выполняющих дегидратационную функцию (сахариды, гиалуроновая кислота), позволяет оптимизировать внутриклеточное осмотическое давление (16)(17)(18). Протокол криоконсервации репродуктивных клеток подразумевает обязательное применение агентов-криопротекторов, оказывающих эндо-и экзоцеллюлярное (19,20) либо комбинированное действие. Как правило, такие агенты используются непосредственно при создании криопротекторных сред, а также в сочетании с внешними криоагентами -глицерином, диметилсульфоксидом, диметилацетамидом (21,22).…”

unclassified

Efficiency of Using a Combination of Mono- And Disac-Charides in a Diluent for Freezing Rooster Semen

Silyukova¹,

Stanishevskaya²,

Pleshanov³

et al. 2020

S-h. biol.

View full text Add to dashboard Cite

Различные комбинации сахаридов могут обеспечить эффективную защиту семени во время цикла замораживания/оттаивания. До настоящего времени дисахарид мальтоза не использовался в качестве компонента среды для криоконсервации семени петухов. Поскольку мальтоза не участвует в углеводном обмене сперматозоидов, есть предположение о ее роли в укреплении структуры гликокаликса. В представленной работе впервые доказана эффективность использования мальтозы в сочетании с фруктозой в составе разбавителя для повышения оплодотворяющей способности заморожено-оттаянного семени петухов. Целью работы было определение оптимальной концентрации мальтозы в составе разбавителя для замораживания семени петухов в возрасте 44-50 нед и установление сроков сохранения функциональной полноценности заморожено-оттаянного семени в половых путях курицы. Эксперимент проводился в ЦКП «Генетическая коллекция редких и исчезающих пород кур» (ВНИИГРЖ) на курах (Gallus gallus L.) породы русская белая (♂n = 10, ♀n = 30) в возрасте 44-50 нед. Сперму получали методом абдоминального массажа. Оценивали три варианта сред для криоконсервации семени с различным соотношением сахаридов: Mal-10 (фруктоза 0,72 %, мальтоза 0,166 %), Mal-20 (фруктоза 0,64 %, мальтоза 0,326 %) и ЛКС-контроль (Ленинградская криозащитная среда) (фруктоза 0,8 %, мальтоза 0 %). Разбавленные образцы семени охлаждали с 18 до 5 °C в течение 40 мин. Затем к каждому образцу добавляли диметилацетамид до конечной концентрации 6 %. Образцы инкубировали при 5 °C в течение 1 мин. Гранулы замораживали, накапывая семя в жидкий азот. Замороженное семя хранили в жидком азоте в течение 30 сут. Гранулы размораживали по fast-протоколу при 60 °С. Двигательную активность заморожено-оттаянных сперматозоидов оценивали в каждом экстендере с помощью визуализирующей системы CASA (сomputer-assisted sperm analysis). Для искусственного осеменения отобрали виргинных кур в возрасте 46-50 нед (n = 30, по n = 10 в каждой опытной группе). Кур осеменяли интравагинально разовыми суточными дозами 0,04-0,07 мл замороженооттаянного семени: в течение первых 2 сут по одному осеменению, затем одно осеменение каждые 2 сут. Яйца для инкубации собирали ежедневно в течение 9 сут, начиная со следующего дня после первого осеменения. Яйца (n = 239) инкубировали 6 сут для оценки фертильности. Яйца, собранные в каждой экспериментальной группе на 5-е, 10-е и 15-е сут после последнего осеменения, разбивали и оценивали оплодотворенность по наличию бластодиска. Динамику функционального состояния заморожено-оттаянных сперматозоидов в половых путях кур определяли на 5-е, 10-е и 15-е сут от последнего осеменения. В вителлиновой мембране подсчитывали отверстия -точки взаимодействия со сперматозоидами. Было обнаружено повышение общей доли оплодотворенных яиц при использовании заморожено-оттаянного семени в группах Mal-10 (92,6 %) и Mal-20 (86,3 %) по сравнению с группой ЛКС-контроль (74,7 %), а также увеличение продолжительности функциональной полноценности сперматозоидов в половых путях кур в течение 5 сут. По прогрессивной подвижности сперматозо...

show abstract

Cryopreservation of turkey spermatozoa without permeant cryoprotectants

Cited by 9 publications

References 38 publications

Finding an Effective Freezing Protocol for Turkey Semen: Benefits of Ficoll as Non-Permeant Cryoprotectant and 1:4 as Dilution Rate

Finding an Effective Freezing Protocol for Turkey Semen: Benefits of Ficoll as Non-Permeant Cryoprotectant and 1:4 as Dilution Rate

Boar Sperm Cryopreservation Improvement Using Semen Extender Modification by Dextran and Pentaisomaltose

Efficiency of Using a Combination of Mono- And Disac-Charides in a Diluent for Freezing Rooster Semen

Contact Info

Product

Resources

About