Az állattenyésztés a mezőgazdaság egyik fő területe, amelynek legfontosabb célja a hús-, tej-, és tojástermelés, valamint a textil- és bőripar számára fontos nyersanyag biztosítása. Hosszú évszázadokon keresztül az állattenyésztés a növénytermesztés kisegítő ágazata volt, de mára a mezőgazdaság legdinamikusabban fejlődő ágazatává vált. Az állati termékek előállítása mellett a genetikai anyag megőrzése és védelme is rendkívül fontos, különösen a veszélyeztetett vagy őshonos fajok/fajták esetében, amelyek ki vannak téve a géneróziónak és a kihalás kockázatának. Ebben a kontextusban az ivarsejt- és embrió mélyhűtés, valamint az asszisztált reprodukciós technikák kulcsfontosságú szerepet játszanak.
Az ivarsejt- és embrió mélyhűtés jelentősége
A sperma mélyhűtés kiváló lehetőséget kínál a genetikai sokféleség megőrzésére, különösen a ritka és veszélyeztetett fajok esetében. A petefészek kéregállományában több százezer, éretlen petesejtet tartalmazó tüsző található. Ezek gyűjtése és fagyasztása lehetővé tenné nemcsak a fajták örökítő anyagának hosszú távú tárolását génbankban, de a váratlanul elhullott, nagy értékű nőstény egyedből későbbi utódok létrehozását is. A petefészekszövet fagyasztását már sikeresen alkalmazták néhány állatfajban.
Kutatási eredmények és fejlesztések
Kutatásaink intenzíven foglalkoznak a preantrális tüszők tenyésztésével és tartós tárolásával/fagyasztásával egér és kutya petefészkek felhasználásával. A preantrális tüszők mélyhűtése, illetve in vitro tenyésztése jól alkalmazható technológia a vadon élő vagy állatkerti egyedek génmegőrzése szempontjából. A módszer az utóbbi évtizedben egyre nagyobb figyelmet kap, hiszen lehetővé teszi a nagy genetikai értékű egyedek fertilitásának megőrzését akár az elhullást követően is. Az így kinyert (és szükség esetén mélyhűtött) tüszők in vitro tenyészthetők, és in vitro ovulációt követően a petesejt fertilizációja lehetővé válik.
A sertés sperma mélyhűtése a többi haszonállathoz képest rendkívül alacsony hatékonyságú. Ez elsősorban az európai, regionális őshonos fajtákat érinti hátrányosan, amelyek rendkívül veszélyeztetettek egy váratlanul felbukkanó járvány (pl. afrikai sertéspestis) esetén, amely a populáció drasztikus csökkenését, egyes esetekben eltűnését eredményezheti. Ezen váratlan körülmények ellen az ex situ génbank létrehozása megoldást jelentene, napjainkban azonban a mélyhűtve tárolt sperma életképessége alacsony, és nagy variabilitást mutat az egyes fajták között. Kutatásunk célkitűzése, hogy különböző hagyományos és korszerű metodikák alkalmazásával, jelentős számú markert vizsgálva feltárjuk az alacsony sikerességi ráta okát, speciálisan a régióban őshonos fajták esetében.
Kutatásunk eredményeként felmérjük három sertésfajta - magyar nagy fehér, mangalica és krškopolje - spermaminőségében, kriotoleranciájában és metabolikus profiljában megmutatkozó különbözőségeket. A projekt a kansperma mélyhűthetőségét befolyásoló biológiai tényezők tudományos ismereteinek bővítését is szolgálja, különös tekintettel a fajtaspecifikus genomikai, proteomikai és metabolomikai jellemzőkre. Az így nyert eredmények más fajták esetében is hatékonyan alkalmazható mélyhűtési technikák kifejlesztéséhez vezethetnek, ezzel segítve a génbankok kialakítása iránti megnövekedett igényt.
Asszisztált reprodukciós technikák (ART)
Az asszisztált reprodukciós technikákat (ART) széles körben, rutin szerűen használják haszon- és egyes társállatoknál. A Semmelweis Egyetem Városmajori Szív- és Érgyógyászati Klinika foxhound (amerikai rókakopó) fajtájú kísérleti tenyészkutya állományának reprodukciós teljesítményének javítása asszisztált reprodukciós technikákkal (spermafagyasztás, endoszkóp asszisztált intrauterin transzcervikális inszeminálás (TCI), mellékheréből kinyert sperma fagyasztása és TCI-al történő felhasználása termékenyítésre). A foxhound fajta megtartása fontos a Klinika számára, mivel nyugodt természete és robusztus testfelépítése révén a fajta kiválóan alkalmas kardiológiai, kardiovaszkuláris vizsgálatokban és kísérletekben történő felhasználásra.
Meddőség, életkor, anyaság. Mit üzen a biológiai óránk? | Tünde Herman | TEDxDebrecen
Egzotikus állatok és génmegőrzés
Az ART ritkán alkalmazott egzotikus állatok esetében. Ez több okra vezethető vissza, ezek egyike a korlátozott lehetőség a mintavételre, illetve a faji sokszínűség, és az abból adódó nagyfokú különbségek, akár nemzetségen belül is (anatómiai, élettani). Bár egyes fajokat régóta tenyésztenek mesterséges körülmények között, a legtöbb esetben nincs kidolgozott, standardizált protokoll a szaporítóanyag tárolására, akár hűtött, akár mélyhűtött (krioprezervált) formáról beszélünk. Ezen kívül a nagy számú vadon befogott példány kereskedelme miatt egyes fajok természetes populációja csökken, ami mindenképpen indokolttá teszi a génmegőrzés lehetőségeinek kutatását. Jelen kutatási projekt célja spermamélyhűtési és eltarthatósági protokollok kidolgozása különböző egzotikusállat fajokban. A hozzáférhető minták és a korábbi kutatási eredményeink alapján ez elsősorban kaméleon fajokat jelent, de a kidolgozott módszereket további fajokon is alkalmazni fogjuk a kutatási periódus alatt, így bővítve az ismereteinket, és kiterjesztve az eredményeinket.
Különleges kihívások a kutyaszaporodásbiológiában
Az egyéb háziállatok (pl. szarvasmarha, juh) esetén sikeresen alkalmazott in vitro technikák (petesejtek in vitro maturációja [IVM], in vitro fertilizációja [IVF] és in vitro embriótenyésztés [IVC]) azonban csak rendkívül alacsony hatékonysággal működnek. Ennek oka, hogy a kutya ciklusa a többi háziállatétól nagy mértékben különbözik: az ovuláció során a petesejt éretlenül, a germinális vezikulum stádiumban kerül ki a tüszőből, és kb. 54-72 óra múlva éri el a fertilizációra alkalmas MII (metaphase II) állapotot. Ez idő alatt a vérben folyamatosan emelkedik a progeszteron szint, ami feltételezhetően segíti a petesejt érési folyamatait - a további maturációs faktorok jelenléte és szerepe azonban még nem teljesen tisztázott. További nehézséget jelent, hogy a petesejt lipid tartalma rendkívül magas, ami nemcsak a minőségbírálatot nehezíti, de az oocita, illetve később az embriók mélyhűtése esetén is alacsony túlélési rátát eredményez. A pályázat célja olyan protokollok kidolgozása, amelyek növelik kutyában alkalmazott IVM és IVF, illetve PAF IVC hatékonyságát.
tags: #gazdasagi #haszonallatok #ivarsejt #es #embrio #melyhutes