Stage-specific metabolomic changes in equine oviductal fluid: New insights into the equine fertilization environment

Abstract

A repeatable protocol for equine in vitro fertilization (IVF) has remained elusive. This is likely, in part, due to suboptimal composition of capacitation or IVF media that are currently in use. Hence, we aimed to analyse the metabolome of equine oviductal fluid (OF) at the pre- (PRE) and immediate post-ovulatory (PST) stages using proton magnetic resonance spectroscopy (1H NMR). Oviductal fluid from eight PRE and six PST mares were used to prepare a total of five samples per group. A total of 18 metabolites were identified. The five metabolites with the highest concentrations in the OF samples were lactate, myoinositol, creatine, alanine and carnitine. Only fumarate and glycine showed significant differences in their concentrations between PRE and PST OF samples, with higher concentrations in the PST samples. In a preliminary study, stallion spermatozoa (n = 3 ejaculates) were incubated with different concentrations of PST OF from one mare (0, 0.0625, 0.125, 0.25, 0.5 or 1%; v:v). After 4 h of sperm incubation, protein tyrosine phosphorylation (PY) by western blotting, sperm motility, and acrosomal status were evaluated. An increase of PY was observed in sperm from two stallions when treated with 0.0625% and 0.125% of OF; however no change in PY was noted in the other stallion. There were no effects of OF on spermatozoa motility or acrosome status. These results provide the first information on the metabolomics of equine OF at different stages of the estrus cycle, and present the possibility that OF may affect PY in stallion spermatozoa.

Hasta la fecha no se ha conseguido un protocolo repetible para la fecundación in vitro (FIV) equina. Es probable que esto se deba, en parte, a la composición subóptima de los medios de capacitación o de FIV que se utilizan actualmente. Por ello, nos propusimos analizar el metaboloma del fluido oviductal equino en las fases preovulatoria (PRE) y posovulatoria inmediata (PST) mediante espectroscopia de resonancia magnética de protones (1H NMR). Se utilizó fluido oviductal de ocho yeguas PRE y seis PST para preparar un total de cinco muestras por grupo. Se identificó un total de 18 metabolitos. Los cinco metabolitos con las concentraciones más elevadas en las muestras de OF fueron el lactato, el mioinositol, la creatina, la alanina y la carnitina. Sólo el fumarato y la glicina mostraron diferencias significativas en sus concentraciones entre las muestras PRE y PST OF, con concentraciones más altas en las muestras PST. En un estudio preliminar, se incubaron espermatozoides de semental (n = 3 eyaculados) con diferentes concentraciones de PST OF de una yegua (0, 0,0625, 0,125, 0,25, 0,5 o 1%; v:v). Tras 4 h de incubación de los espermatozoides, se evaluó la fosforilación de la proteína tirosina (PY) mediante western blotting, la motilidad espermática y el estado acrosomal. Se observó un aumento de la PY en el esperma de dos sementales cuando se trataron con 0,0625% y 0,125% de OF; sin embargo, no se observó ningún cambio en la PY en el otro semental. No se observaron efectos de la OF sobre la motilidad de los espermatozoides ni sobre el estado del acrosoma. No hubo efectos de la OF sobre la motilidad de los espermatozoides o el estado del acrosoma. Estos resultados proporcionan la primera información sobre la metabolómica de la OF equina en diferentes etapas del ciclo estral, y presentan la posibilidad de que la OF pueda afectar a la PY en los espermatozoides de sementales.