The effect of mesenchymal stem cell derivatives on sperm survival in breeding bulls

Целью исследований явилось изучение влияния производных МСК на переживаемость сперматозоидов быков-производителей. Количество собранных образцов составило 32. После взятия и оценки эякулята, проводили центрифугирование (600 оборотов – 7 минут), далее удаляли семенную плазму и проводили дальнейшее исследование по двум направлениям: 1. инкубация образцов (n=19) с со средой № 1 (кондиционированной средой МСК КМ быков (эксперимент № 1)); 2. инкубация образцов (n=13) Со средой № 2 (лизатом МСК КМ быков (эксперимент № 2)). При проведении 1-го эксперимента - инкубации образцов спермы быков-производителей со средой № 1, было зафиксировано непродолжительное время переживаемости (2 часа). При двухчасовой инкубации образцов в данной среде наблюдалось выраженное снижение количества прогрессивно двигающихся сперматозоидов в опытной группе в 2,6 раз (p≤0,05), в контрольной группе - в 4,7 раза (p≤0,05) по сравнению с показателями 0 часов инкубации. Достоверное снижение количества нормальных форм сперматозоидов было зарегистрировано при оценке 2-х часовой инкубации спермы в опытной и контрольной группах в 1,1 раз (p≤0,05). Полученные данные указывают на низкую эффективность применения кондиционированной среды в аспекте улучшения качества спермы. На втором этапе исследований (эксперимент № 2) была проведена оценка эффективности применения среды № 2. При инкубации образцов в данных средах была зафиксирована четырехчасовая переживаемость сперматозоидов, анализ показателей подвижности и морфологии которых указывает на положительное влияние данных производных МСК на функциональную способность клеток, при этом на 4-й час инкубации количество прогрессивно подвижных сперматозоидов составило 41,25±13,3%, количество морфологически нормальных сперматозоидов – 62,13±2,56%.

1. Korochkina E. A. Prospects for the use of a mesenchymal stem cell derivative as a way to improve the quality of sperm of breeding bulls / E. A. Korochkina, A. V. Trifonova, V. V. Nikitin [et al.] // International Bulletin of Veterinary Medicine. - 2024. - No. 4. - P. 486-492.- DOI 10.52419/issn2072-2419.2024.4.486.-EDN EJLIYU.

2. Chaplenko A. A. Current areas of application of cell therapy in regenerative medicine / A. A. Chaplenko, M. D. Khorolsky, E. V. Melnikova, V. A. Merkulov // BIOpreparations.Prevention, diagnostics, treatment. - 2020.- 20(2) – P. 82-88. https://doi.org/10.30895/2221-996X-2020-20-2-82-88

3. Baker RD. Transport of live and dead boar spermatozoa within the reproductive tract of gilts / R.D. Baker, A.A. Degen// Reproduction. - 1972; 28:369–377.(20)

4. Druart X. In vivo imaging of in situ motility of fresh and liquid stored ram spermatozoa in the ewe genital tract / X. Druart, J. Cognié, G. Baril, F. Clément, J-L. Dacheux , J-L. Gatti // Reproduction 2009; 138:45–53. (16)

5. Kavaldzhieva, K.; Mladenov, N.; Markova, M.; Belemezova, K. Mesenchymal Stem Cell Secretome: Potential Applications in Human Infertility Caused by Hormonal Imbalance, External Damage, or Immune Factors. Biomedicines 2025, 13, 586. https://doi.org/10.3390/biomedicines13030586

6. Mahé C. Sperm migration, selection, survival, and fertilizing ability in the mammalian oviduct / C. Mahé, A.M. Zlotkowska, K. Reynaud, G. Tsikis, P. Mermillod, X. Druart, J. Schoen, M. Saint-Dizier // Biol Reprod.- 2021.- Aug 3;105(2):317-331. doi: 10.1093/biolre/ioab105. PMID: 34057175; PMCID: PMC8335357.

7. Miller DJ. Review: The epic journey of sperm through the female reproductive tract. animal. 2018;12(s1):s110-s120. doi:10.1017/S1751731118000526

8. Muro Y. Behavior of mouse spermatozoa in the female reproductive tract from soon after mating to the beginning of Fertilization / Y. Muro, H. Hasuwa, A. Isotani, H. Miyata, K.Yamagata, M. Ikawa, R. Yanagimachi, M.Okabe // Biol Reprod. - 2016; 94:80.

9. Muro Y, Hasuwa H, Isotani A, Miyata H, Yamagata K, Ikawa M, Yanagimachi R, Okabe M. Behavior of mouse spermatozoa in the female reproductive tract from soon after mating to the beginning of Fertilization / Y Muro, H. Hasuwa, A. Isotani, H. Miyata, K. Yamagata, M. Ikawa, R. Yanagimachi, M. Okabe //Biol Reprod 2016; 94:80.

10. Rogulska, O., Vackova, I., Prazak, S. et al. Storage conditions affect the composition of the lyophilized secretome of multipotent mesenchymal stromal cells. Sci Rep 14, 10243 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-60787-z

11. Suarez S.S. Regulation of sperm storage and movement in the mammalian oviduct. Int J Dev Biol 2008; 52:455–462. (15)

12. Sumransap P. Sperm distribution in the reproductive tract of sows after intrauterine insemination / P. Sumransap, P. Tummaruk, A. Kunavongkrit // Reprod Domest Anim. - 2007; 42:113–117.

13. Suprayogi T.W. Utilization of bull fertility-associated antigen to improve the quality of frozen bull semen / T.W. Suprayogi, H. Hardijanto, M. Hariadi, F.A. Rantam, W. Darmanto // Vet World. -2020 Oct;13 (10):2112-2117. doi: 10.14202/vetworld.2020.2112-2117.

14. Tummaruk P. Distribution of spermatozoa and embryos in the female reproductive tract after unilateral deep intra uterine insemination in the pig / P. Tummaruk, P. Sumransap, M. Techakumphu, A. Kunavongkrit // Reprod Domest Anim. - 2007; 42:603–609.