Um dos grandes problemas na criopreservação de sêmen são as lesões causadas pela manipulação do material durante seu processamento de criopressrvação. Estas lesões resultam na redução do número de células viáveis, que dependendo da espécie e do quantitativo de material disponível, pode resultar em perdas significativas de fertilidade, chegado a inviabilizar técnicas de reprodução assistida. Um dos grandes gargalos para a criopreservação é a formação de espécies reativas de oxigênio que causam danos irreversíveis aos espermatozoides. Buscando minimizar estes efeitos negativos, cresce o número de estudos com compostos bioativos de plantas do Cerrado com capacidade antioxidante que poderão promover a proteção das células contra o efeito deletérios das espécies reativas de oxigênio, assim os frutos do baru, buriti e cagaita com sua composição tornam-se plantas de interesse para a pesquisa em questão. Em estudos anteriores realizados por nosso grupo de pesquisa, já foram determinados diversos compostos tais como, carotenoides, compostos fenólicos e tocoferóis nestas frutas, sendo estes compostos muitas vezes relacionados a sua elevada capacidade antioxidante. Diante desses achados, o extrato do baru, do buriti e da cagaita podem ser alternativas para inclusão nos meios crioprotetores. Uma das vantagens em utilizar os extratos é devido sua origem natural e por se tratar de plantas minimiza os riscos microbiológicos de introdução de patógenos que promovam riscos à saúde animal. Além disso, amplia-se as possibilidades de uso desses frutos contribuindo com o crescimento do mercado de plantas nativas e a geração de renda, principalmente para pequenos produtores e comunidades indígenas e tradicionais.

- Objetivo Geral:

Caracterizar o conteúdo de compostos bioativos e a capacidade antioxidante dos extratos do Baru, Buriti e Cagaita e utilizar o sextrato hidrofílico na criopreservação de sêmen bovino para proteção contra danos oxidativos as membranas plasmáticas e acrossomal dos espermatozoides e a atividade mitocondrial a fim de melhorar a viabilidade celular.

- Objetivos Específicos:

• Identificar e quantificar o teor de compostos fenólicos não antociânicos presentes nos extratos

- Meta: Obter 900 mL de extrato de baru, buriti e cagaita, e quantificar os compostos fenólicos totais para posterior definição das concentrações a serem testadas na criopreservação do sêmen e obter um perfil completo dos flavonóis e ácidos fenólicos presentes nos extratos utilizando um HPLC com detector de arranjo de diodos (DAD) e um analisador íon trap no espectrômetro de massas, além de electrospray como fonte de ionização (ESI-MSn) para a determinação da porcentagem molar de cada composto, o conteúdo total de flavonóis (g de equivalente do flavonol majoritário/L de extrato) e o conteúdo total de ácidos fenólicos (g de equivalente do ác. fenólico majoritário/L de extrato) serão utilizados.

• Determinar a capacidade antioxidante dos extratos de baru, buriti e cagaita por meio da técnica de FRAP, ABTS e DPPH

- Meta: Determinar por meio das análises o potencial efeito antioxidante e assim determinar as melhores concentrações que serão utilizadas na criopreservação dos gametas.

• Avaliar os efeitos das diferentes concentrações dos extratos de baru, buriti e cagaita sobre a motilidade e o vigor das células espermáticas após o descongelamento do sêmen;

- Meta: Realizar a avaliação subjetiva de motilidade e vigor de 180 amostras de sêmen criopreservado com diferentes concentrações de extrato de baru, buriti e cagaita e compará-las com os valores do sêmen fresco.

• Avaliar os efeitos das diferentes concentrações dos extratos de baru, buriti e cagaita sobre a membrana plasmática e acrosomal e atividade mitocondrial após o descongelamento do sêmen;

- Meta: Obter informações de proteção da membrana celular e acrossomal de 180 amostras de sêmen congelados com diferentes concentrações de extrato de baru, buriti e cagaita.

• Avaliar a resistência ao estresse oxidativo induzido por meio da quantificação de TBARs;

- Meta: Definir a capacidade de proteção do extrato de baru, buriti e cagaita nas diferentes concentrações ao estresse oxidativo nas 180 amostras.

• Avaliar se os extratos das plantas conferem genotoxicidade aos espermatozóides criopreservados;

- Meta: Avaliar a genotoxidade e dano estrutural ao DNA de 180 amostras de sêmen congelado com diferentes concentrações do extrato de baru, buriti e cagaita.

• Publicar os resultados em periódicos indexados;

- Meta: Publicar 2 artigos em revistas qualis A1 (fator de impacto maior que 5,0). Sendo um destes artigos publicados em revista de acesso livre (do inglês, Open Access), para que mais pessoas tenham acesso à esta pesquisa. Além de publicações em congressos nacionais e internacionais.

• Divulgar os achados em redes sociais;

- Meta: Possibilitar que os resultados e informações obtidos no projeto sejam divulgados com uma linguagem mais clara, alcançando um maior número de pessoas e contribuindo para uma maior visibilidade da ciência, das frutas do Cerrado e da pesquisa no estado de Mato Grosso por toda a sociedade. As publicações serão realizadas no instagram do Grupo de Pesquisa de Compostos Bioativos da UFMT (@gcob_ufmt).

Esse trabalho é justificado pela necessidade de aprimorar os meios de congelamento de sêmen em bovinos, um procedimento que enfrenta desafios específicos quanto à preservação da qualidade espermática. Melhorar esses protocolos oferece benefícios tanto econômicos quanto genéticos, já que a criopreservação eficaz do sêmen contribui para aumentar a diversidade genética, facilita o manejo reprodutivo de touros de alto valor, e permite o transporte e armazenamento do material genético.

Neste sentido, a utilização de meios de criopreservação não convencionais, como extratos de plantas, e, em especial de plantas e/ou partes de plantas oriundas do cerrado, sendo este, o bioma presente na região da pesquisa, poderá contribuir tanto ambientalmente como economicamente para a região. Outra questão é que há várias plantas do cerrado que tem potencial para causar a crioproteção, pois há em sua constituição a presença de antioxidantes, como os flavanóides e carontenóides, com a capacidade de diminuir o estresse oxidativo e assim diminuir lesões ao espermatozóide durante o congelamento, causando menores alterações na integridade do DNA, aumento a chance de sucesso na fecundação. Esses avanços têm potencial para beneficiar diretamente programas de reprodução assistida e para contribuir significativamente com a indústria bovina.

Os avanços no processo de criopreservação de sêmen contribuem com a melhoria da eficiência de diversas biotecnologias reprodutivas, tais como a inseminação artificial, inseminação artificial em tempo fixo, produção de embriões in vivo e a fertilização in vitro. Para colaborar com esta evolução, diversos estudos tem sido realizados buscando estratégias que reduzam os impactos negativos do processo de criopreservação e do descongelamento de sêmen. Dentre as pesquisas, estão as avaliações de antioxidantes para proteção das células espermáticas aos danos causados por radicais livres durante o processamento do material. Verifica-se um grande número de resultado e uma crescente busca por princípios alternativos, como o uso de extratos de plantas e frutos.

A melhora na viabilidade celular proporcionada pelo uso de antioxidantes contribuirá com o aumento do número de embriões formados durante a aplicação de biotecnias reprodutivas, redução de custos, melhora de resultados e da eficiência reprodutiva e produtiva. Desta forma contribuirá com a evolução do setor pecuário e os resultados poderão ser extrapolados para as unidades de conservação e de centros de reprodução humana. Vale lembrar que a criopreservação de sêmen não se limita a reprodução bovina e que as lesões causadas aos espermatozoides pela técnica, acontecem em todas as espécies, portanto estudos com antioxidantes no meio de congelamento contribuem com a evolução da criopreservação independente da espécie, dificultado a mensuração dos impactos dos resultados a sociedade geral e científica. 

O Cerrado brasileiro possui uma ampla variedade de frutos com potencial antioxidante, como já comprovado pela equipe do Grupo de Pesquisa de Compostos Bioativos, que fazem parte deste projeto. Dentre os frutos estudados e com potencial antioxidante, estão o baru, o buriti e a cagaita. Os extratos destes frutos são ricos em ácidos fenólicos, ácido fítico, carotenoides e taninos que são descritos com efeito antioxidante. Portanto, com a inclusão do extrato destes frutos no meio crioprotetor espera-se reduzir a ação negativa dos radicais livres sobre as células espermáticas e melhorar a qualidade espermática após o descongelamento.

Além da contribuição direta nas biotecnologias reprodutivas, seja em animal ou humana, os achados neste trabalho poderão colaborar com a exploração sustentável dos frutos ao ampliar a utilização dele, tornando-o fonte de renda alternativa para pequenos produtores, comunidades tradicionais e indígenas, melhorando assim a qualidade de vida. Muitas das plantas do Cerrado tem sofrido intensa devastação devido a substituição das áreas nativas por culturas tidas mais produtivas. Uma alternativa para minimizar essa perda de área nativa é tornar essas espécies atrativas economicamente. Os frutos do Cerrado têm comprovado valor nutricional, porém seu consumo é limitado, além do valor nutricional há componentes de interesse para indústria farmacêutica. Portanto os resultados deste projeto irão ampliar as possibilidades de utilização desses frutos, permitindo assim a exploração econômica das plantas do Cerrado. 

Outra contribuição é com a preservação do Cerrado, ao tornarem os frutos atrativos comercialmente, espera-se estimular o cultivo destas árvores e aumentar os cuidados com a preservação do bioma Cerrado. Além disso, muitas das plantas estudadas possuem potencial de exploração em grande escala e em cultivo consorciado com lavoura ou pecuária. A exploração econômica e sustentável de espécies nativas é uma alternativa para conservação e geração de renda, com forte impacto para os pequenos produtores e comunidades indígenas e tradicionais que habitam o Cerrado brasileiro.