Date post: | 08-Jul-2015 |
Category: |
Documents |
Upload: | maria-r-mamani |
View: | 825 times |
Download: | 0 times |
of 73
AgrobiotecnologaCurso 2011
Biotecnologa en reproduccin animalLino Baraao
Departamento de Fisiologa, Biologa Molecular y Celular Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Universidad de Buenos Aires
SumarioIntroduccin Inseminacin artificial Superovulacin / Transferencia de embriones Produccin de embriones in vitro Micromanipulacin Criopreservacin Aplicacin a diferentes especies animalesAgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
Conclusiones Referencias
Introduccin
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
La capacidad reproductiva de las hembras es limitada
En la mayora de las especies domsticas existen entre 300.000 y 500.000 ovocitos por ovario en el momento del nacimiento. El ciclo estral en bovinos tiene una duracin de 21 das. En bovinos se produciran 17,4 ovulaciones por ao y 261 ovulaciones en 15 aos. La capacidad reproductiva de la hembra bovina es menor en comparacin a su potencial.
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
La biotecnologa de la reproduccin est fundamentalmente orientada a aumentar la capacidad reproductiva de las hembras.
Ovognesis y desarrollo folicular
OvarioFolculo Primario Folculo Terciario
Epitelio germinal Folculo Terciario
Folculo Secundario Folculo atr sico Cuerpo blanco Cuerpo hemorrgico Cue rpo lteo
Crecimiento FolicularIndependiente de gonadotrofinasFolculo preantral Folculo en crecimiento Folculo antral temprano
Reclutamiento inciado por FSH
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
Control intraovrico
Control gonadotrofinas
Folculo ovulatorio Folculos primordiales
Adaptado de: Senger. Pathways to pregnancy and parturition, 1997.
Folculo antral
Esquema de un folculo antralClulas de la granulosa Zona pelcida
Ovocito Ncleo
Clulas de la granulosa
Ovocito
Microscopa electrnica de barrido de un folculo antral
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
Control hormonal del ciclo estral
El ciclo estral est regulado por el eje hipotlamo-hipfiso-gonadal
Hipotlamo GnRH Progesterona Hipfisis FSH LH Inhibina Estradiol
CL
Folculo
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
Ovario
Ciclo estral y sincronizacin de celosCL
Sincronizacin de celos - Prostaglandina F2 alfa - ProgestgenosCL
Ovulacin Progesterona CA
Atresia
Estradiol PGF2
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
FSH LH
Ciclo estral
Dinmica folicular durante el ciclo estral y control de las ondas foliculares
Dinmica folicularDimetro de los folculos (mm)
18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 2
Lutelisis Onda anovulatoria
Folculo ovulatorio
Onda ovulatoria
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22
Das del ciclo estral
Sincronizacin de onda folicular y ovulacin: GnRH, estradiolDimetro de los folculos (mm)
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 2 4
GnRH
PF2
Folculo ovulatorio
6
8
10 12 14 16 18 20 22
Das del ciclo estral
Inseminacin artificial
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
La inseminacin artificial es la tcnica reproductiva mas difundida
Tcnica de inseminacin artificial en el ganado bovino: - Simple - De bajo costo - Efectiva
Oviducto
102Vagina Cervix tero Unin tero-tubalSitio de fertilizacin
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
107
105
103
Gradiente en el nmero de espermatozoides viables despus del servicio en el tracto genital de la hembra
Ventajas y aplicaciones de la inseminacin artificial
Aumento del progreso gentico- Aumento de la eficiencia de estimacin del valor . gentico (ensayo de progenie) - Uso intensivo de un macho de alto valor gentico - Rpida difusin de la gentica superior
Control de enfermedades venreas Eliminacin de costos asociados al toro Uso de machos incapacitados Transporte y conservacin prolongada de material gentico Utilizacin de semen sexado
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
Produccin de semen en el ganado bovino
Regin frica Norteamrica Sudamrica Lejano Oriente Oriente Medio Europa Total
Centros de coleccin de semen 18 69 71 188 17 239 602
Toros 646 9.627 530 9.228 268 19.803 40.102
Dosis producidas frescas 55.204 0 0 8.874.920 16.794 2.694.903 11.641.821
Dosis producidas congeladas 1.484.850 43.270.500 5.917.269 63.938.027 2.559.640 115.176.785 232.347.071
Adaptado de: Vishwanath, Theriogenology, 2003.
Inseminacin artificial con semen sexado
Especie Humana Porcina Equina Bovina Canina Ovina
Diferencia X-Y (%) 2,8 3,6 3,7 3,8 3,9 4,2
Adaptado de: Johnson and Welch, Theriogenology, 1999.
Posibles usos del semen sexado
Produccin animal Animales de compaa Deportes (perros, caballos) Investigacin Animales transgnicos Medicina humana
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
- Enfermedades genticas ligadas al sexo - Eleccin del sexo
El uso de semen sexado para inseminacin artificial de bovinos es an limitado
Alto costo de la tecnologa- Utilizacin de semen fresco (no criopreservado) - Separacin de 1x107 espermatozoides de cada sexo por hora con una pureza de 90% - Equipamiento costoso
Menor fertilidad- Dosis de inseminacin reducidas (2x106) - Espermatozoides con reducida fertilidad
Utilizacin de semen sexadoAgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
- Test de progenie - Aumento de la presin de seleccin - Asociado con otras tecnologas (superovulacin y transferencia de embriones, fertilizacin in vitro)
Superovulacin / Transferencia de embriones
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
La superovulacin y transferencia de embriones permite incrementar la tasa reproductiva de hembras de alto valor genticoDonante
Receptoras
Cras de la donante
Superovulacin Transferencia de embriones Sevicio natural o inseminacin artificial Recuperacin de embriones
Las respuestas a los tratamientos superovulatorios son muy variables
Hormonas utilizadas: Gonadotrofinas extradas de la hipfisis de porcinos u ovinos (pFSH y oFSH) - Relacin FSH/LH variable - Vida media corta, mltiples aplicaciones - Riesgo de Encefalopata Espongiforme Bovina (EEB) Gonadotrofina de yegua preada (eCG) - Vida media larga, anticuerpos anti-eCG Gonadotrofina de la menopausia humana (hMG) - Alto costo FSH y LH recombinante - Alto costo
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
Desarrollo y trnsito embrionario en el tracto genitalDa 0 = Celo Da 2 Da 3 Da 4 Da 5
Da 1
Da 6-8
Morfologa embrionariaEmbriones bovinos da 4 Embriones bovinos da 8
Tomado de: Lattanzi et al., Biol. Reprod., 2003.
La recoleccin de embriones se realiza por medios no quirrgicos
Circuito cerrado con flujo continuo Catter de 3 vas
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
Instrumental utilizado para la recoleccin no quirrgica
Catter de 3 vas: flujo continuoEntrada de fluido Crvix Entrada de fluido (1o va) Entrada de aire (2o va) Salida de fluido Vagina Salida de fluido (3o va)
Catter de 2 vas: flujo discontinuoEntrada y salida de fluido Entrada y salida de fluido (1o va)
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
Baln con aire
Entrada de aire (2o va)
Bsqueda y evaluacin de los embriones en el laboratorio
Filtro para retener embriones
Lavado de los filtros
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
Bsqueda de embriones
Blastocistos en diferentes estadios
Manejo sanitario de los embriones
A A B
Interaccin patgenoembrion
zona pelcidaC
patgeno
Lavado de embriones
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
A
B
C
Embriones no aceptables
Transferencia no quirrgica de embrionesCatter y puntas plsticas estriles descartables. (Minitb, Alemania)
Catter de transferencia metlico (Mintb, Alemania) Cargado de la pajuela empleada para la transferenciaAlgodn Aire
Pajuelas (0,25 ml) empleadas para la transferencia (Mintb, Alemania).
Aire
Medio de cultivo
Embrin en medio de cultivo
Medio de cultivo
Aplicaciones de la transferencia de embriones
Aumento del progreso gentico- Aumento de la presin de seleccin - Reduccin del intervalo generacional - Difusin de la mejora gentica
Control de enfermedades Importacin-exportacin Conservacin de especies en peligro de extincin
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
Produccin de embriones in vitro
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
Produccin de embriones in vitro
Ovarios de matadero Recoleccin de ovocitos Animales vivos (OPU) Maduracin in vitro
Fertilizacin in vitro
Descongelado y capacitacin de los espermatozoides
Cultivo in vitroAgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
Criopreservacin Transferencia de embriones
Recoleccin de los ovocitos Obtencin de ovocitos a partir de animales sacrificadospara consumo- Progreso gentico mnimo - Garanta sanitaria escasa - Uso en InvestigacinLavado de ovarios Aspiracin de los folculos antrales Complejos cmulus-ovocito
Maduracin nuclear y maduracin citoplasmtica Expansin del cmulus24 h 24hs
Reinicio de la meiosisVesicula germinal 10-12 h Metafase I 10-12 h Metafase II
CP
Maduracin nuclear: reinicio de la meiosis
Inhibidor de la meiosis
Inhibidor de la meiosis
Evolucin de los niveles de MPF y MAP-quinasa.1er Cuerpo Metafase I polar Metafase II
MPF
MAPKinasaVescula Ruptura de la germinal vescula germinalPico preovulatorio de LH Remocin del ovocito del folculo
Ovulacin Fertilizacin
Fertilizacin in vitroGradiente de PercollAntes de la centrifugacin Despus de la centrifugacin
Coincubacin de ovocitos y espermatozoides
Diluyente Semen 45% Percoll Espermatozoides no motiles Espermatozoides motiles
90% Percoll
Activacin del ovocito y bloqueo espermtico
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
Fertilizacin, descondensacin de la cromatina y formacin de proncleos
Proncleos
2do CP 1er CP 1er CP
2do CP 1er CP
Segregacin de cromosomas homlogos
Descondensacin de la cabeza del espermatozoideEspermatozoide descondensndose en el citoplasma
Formacin de proncleos y singamia.
1er y 2do CP
1er CPEspermatozoide que no penetr la zona pelcida Proncleos
Los ovocitos fertilizados se cultivan in vitro por 8 das Desarrollo de embriones in vitro
Estadio pronuclear
Embrin de 2 clulas
Embrin de 4 - 8 clulas
Mrula
Blastocisto expandido
Blastocisto protrudo
Sistemas para el cultivo de embriones in vitro
Co-cultivo: relacionado a altos ndices de anormalidades. al nacimiento (mayor tamao, distocia, malformaciones).- Concentracin de O2: 20% - Medio de cultivo: TCM-199 o Menezos B2 + suero fetal . bovino (SFB) - Lneas celulares: Vero; BRL - Cultivos primarios: clulas de la granulosa; clulas . oviductales
Medios Definidos: mayores tasas de desarrollo, menor. mortalidad perinatal y porcentaje de malformaciones. . Mayor reproducibilidad.Agrobiotecnologa
- Concentracin de O2: 5%Biotecnologa en reproduccin animal
- Medio de cultivo: SOF (Synthetic Oviductal Fluid) . . + aminocidos + seroalbmina bovina (BSA)
Los embriones producidos in vitro son menos viables que los producidos in vivo
Caractersticas de los embriones producidos in vitro:- Menor viabilidad - Mayor sensibilidad al enfriamiento y criopreservacin - Mayor cantidad de lpidos - Uniones intercelulares anormales - Menor nmero de clulas - Menor proporcin de clulas en el macizo celular interno - Mayor incidencia de anormalidades cromosmicas
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
- Menor tasa de preez despus de la transferencia - Mayores prdidas fetales durante la gestacin
Puncin folicular (Ovum Pick-Up; OPU) Obtencin de ovocitos a partir de animales vivosDispositivo de OPU Tubo de acero
Bomba de vaco
Ecgrafo
Transductor
Tubo interno de acero del sistema de gua
Mango
Aguja 19-G
Conector de acero
Tubo de silicona
Tubo de acero
Transductor
Fijacin del ovario Ovario
Aguja
Pared rectal
Pared vaginal Dispositivo de OPU
Cervix
Adaptado de: Bols et al., Theriogenology, 1995.
Aplicaciones de la produccin de embriones in vitro
Investigacin bsica: - Produccin de embriones en diferentes estadios de . desarrollo a bajo costo a partir de ovarios de animales . sacrificados para consumo Aplicaciones comerciales: - Produccin de mayor nmero de embriones - Menor intervalo generacional por uso de animales . prepberes (OPU) - Obtencin de embriones de vacas preadas (OPU) - Obtencin de embriones de vacas que no pueden ser . superovuladas y/o con problemas reproductivos (OPU) - Obtencin de embriones de animales muertos
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
Base para el desarrollo y/o aplicacin . de otras tcnicas: - Clonacin - Produccin de animales transgnicos
Micromanipulacin
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
Produccin de mellizos por microcirugaApertura de la zona pelcida para extraer al embrin.
Divisin de una mrula fuera de la zona pelcida.
Unidad de micromanipulacinTomado de: Palma et al., Rev. Arg. Med. Vet.,1991.
Hemiembriones despus de la divisin.Tomado de: Palma, Biotecnologa de la Reproduccin, INTA (Argentina), 2001.
Mellizos idnticos producidos por microciruga
Biopsia y sexado
Blastmero
PCR
Inyeccin intracitoplasmtica de espermatozoide (Intracitoplasmic Sperm Injection; ICSI).Ovocito maduro (metafase II)
Micropipeta
Inyeccin pronuclearOvocito fecundado
Micropipeta
Proncleo
Transplante nuclearOvocito en MII Enucleacin
Clula donante
Transplante nuclear
Produccin de quimeras por agregacin de clulas a un blastocisto
Blastocisto
Micropipeta
Clulas inyectadas
Criopreservacin
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
Tasas de enfriamiento para diferentes sistemas de criopreservacinVitrificacinEstabilizacin
Congelamiento gradualSeeding
25 Temperatura (oC) -7 -302.500 20.000 oC/min 0,3 0,6 oC/min
-196 15 25 Tiempo (minutos) 90
Adaptado de: Palma, Biotecnologa de la Reproduccin, INTA (Argentina), 2001.
Caractersticas de los mtodos de criopreservacin Congelamiento Gradual- Formacin de cristales de hielo - Baja concentracin de crioprotectores: mayor . probabilidad de dao por enfriamiento - Alto costo: equipo para el descenso controlado . de la temperaturaEquipo para enfriamiento controlado
Vitrificacin- No hay formacin de cristales de hielo - Alta concentracin de crioprotector: mayor . probabilidad de dao osmtico y por toxicidad - Bajo costo: enfriamiento directo en N2 lquido
Refrigeracin- Enfriamiento a 4 oC por 24 a 72 hTermo de nitrgeno lquido
Descongelamiento: mtodo de transferencia directaTapn algodn Aire Aire Sellado
Solucin extractora del crioprotector
Embrin en solucin con crioprotectores
Solucin extractora del crioprotector
Tapn algodn
Crioprotectores permeables:- Glicerol - Dimetilsulfxido (DMSO) - Propilenglicol - Etilenglicol
Solucin extractora del crioprotector
Crioprotectores impermeables:Embrin en solucin con crioprotectores
- Sacarosa - Trealosa - Glucosa - Rafinosa
Embriones bovinos transferidos en el ao 2002Embriones producidos in vivo Continentes Frescos 5.557 89.472 Congelados 8.785 99.652 Total 14.342 (2,7%) 189.124 (34,7%) 119.118 (22,2%) 92.412 (17,2%) 90.371 (16,8%) 32.945 (6,4%) 538.312 Embriones producidos in vitro Frescos 4 464 Congelados 97 30 Total 101 494
Africa Amrica del Norte Amrica del Sur Asia Europa Oceana Total
73.952
45.166
46.630
2.040
48.670
39.375 41.753 17.631 267.740 (48%)
53.037 48.618 15.314 270.572 (52%)
13.859 5.952 42 66.951
8.968 5.191 52 16.378
22.827 11.143 94 83.329
Adaptado de: Data Retrieval Committee Annual Report, IETS, 2003.
Conclusiones: aplicaciones biotecnolgicas a la reproduccin de animales
Inseminacin artificial y congelacin de semen- Control de enfermedades de transmisin sexual - Uso intensivo de un macho de alto valor gentico - Aumento de la eficiencia de estimacin del valor gentico . (ensayos de progenie)
Sincronizacin e induccin de la ovulacin- Aumento de la eficiencia de la produccin de terneros - Aumento de la eficiencia del manejo productivo y reproductivo
Superovulacin, transferencia y criopreservacin de . embriones- Uso intensivo de hembras de alto valor gentico - Rpida difusin de gentica superior: transporte y . comercializacin alrededor del mundo a bajo costo - Sanidad Animal: importacin de embriones libres de patgenos AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
- Recuperacin mas eficaz de individuos exticos y razas en . peligro de extincin - Conservacin in vitro por tiempo indefinido de una amplia . variedad de especies mamferas
Conclusiones: aplicaciones biotecnolgicas a la reproduccin de animales
Sexado de espermatozoides y embriones- Produccin de descendencia del sexo deseado
Produccin in vitro de embriones- Uso mas intensivo de hembras de alto valor gentico - Utilizacin de hembras que no pueden ser superovuladas - Produccin de embriones con ovarios de matadero
Micromanipulacin- Produccin de mellizos idnticos para investigacin o aumentar . la eficiencia de los programas de transferencia de embriones - Clonacin por transferencia nuclear, inyeccin pronuclear o . produccin de quimeras para generar organismos transgnicos AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
- Inyeccin intracitoplasmtica de espermatozoides en especies . en las que no es factible la fertilizacin in vitro
Aplicaciones a diferentes especies animales
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
Biotecnologa aplicada a la reproduccin de porcinos Inseminacin artificial- IA: Inseminacin artificial convencional en el cervix (3x109 espermatozoides) - IIU: Inseminacin intrauterina en el cuerpo del tero - IIUP: Inseminacin intrauterina profunda a 2/3 de la distancia entre el cervix . y la unin tero-tubal (UUT) (50x106 esperm.)Cuerpo del tero Cuerno uterino 25 cm de la UUT 18-20 cm del cervix
3. IIUP
2. IIUUnin terotubal (UUT)
Tracto reproductivo de una cerda
Ovario
13-15 cm Canal cervical
1. IA
Instrumental para inseminacin intrauterina
Adaptado de: Belstra, Annual Swine Report, 2002.
Biotecnologa aplicada a la reproduccin de porcinos Control hormonal de estro y ovulacin - Una sola inseminacin por hembra - Inseminacin a tiempo fijo - Disponibles: PG600 (Intervet ,Inc.) - No aprobados: Progestagenos, GnRH, eCG, hCG Transferencia de embriones: - Quirrgico - Endoscopa - No quirrgico: trasncervical Colecta de embriones: quirrgica - Por ciruga o posterior al sacrificio
Deteccin de celo
Transferencias de embriones en cerdos en 2002Pases Canada Corea Europa USA TotalInseminacion artificial
Lavajes 129 30 105 ---264
Embriones transferibles 2.405 505 2.098 ---5.008
Hembras recipientes 43 12 85 80 176
Adaptado de: Data Retrieval Committee Annual Report, IETS, 2003.
Biotecnologa aplicada a la reproduccin de porcinosSistemas de produccin de . embriones in vitro- Uso comercial: aumento del progreso . gentico, transporte del material gentico . a bajo costo y con bajo riesgo sanitario. - Investigacin bsica. - Investigacin con propsitos biomdicos: . xenotransplante de tejidos/rganos, . transgnicos.
Maduracin in vitro:- Maduracin nuclear: FSH, LH - Maduracin citoplasmtica: EGF, clulas del . cmulus, cistena.
Fertilizacin in vitro:- Variabilidad del semen: fresco, criopreservado - Contenido de glutatin. - Factores para reducir poliespermia. - Formulacin de medio de FIV (TALP, mTBM)
Problemas del sistema:- Formacin de proncleo masculino. - Poliespermia.
Cultivo in vitro:- Modified Whittens medium - North Carolina State University 23 medium - Iowa State University medium - Beltsvile Embryo Culture Medium 3
Origen de los ovocitos- Ovarios - Tamao de los folculos
Biotecnologa aplicada a la reproduccin de porcinos Criopreservacin de embriones- Alta sensibilidad a la hipotermia (15oC) debido al alto contenido lipdico - Vitrificacin: open pulled straw; OPSMicroscopa confocal de un embrin porcino despus de la criopreservacin para examinar el dao en el citoesqueleto
Biotecnologa aplicada a la reproduccin de equinos Inseminacin artificial- Semen refrigerado (5 oC por 24-48 h) o congelado (gran variabilidad individual en . cuanto a tolerancia la congelacin)
Transferencia de embriones (TE)- Pases lderes: Estados Unidos, Argentina y Brasil (Australia; Canad; Italia; . Alemania y Francia utilizan la TE en menor medida) - Limitante para la difusin de la TE: Asociaciones de Criadores - Recoleccin de embriones de yeguas que ovulan espontneamente: 0,5-1 embrin . por hembra - Aplicaciones de la TE: Yeguas viejas con pobre historial reproductivo; yeguas en . competencia (carrera, polo, etc.)
Superovulacin- No existe producto comercial para superovular yeguas: Las hormonas eCG, GnRH y . FSH porcina no son activas. Extracto de pituitaria equina (EPE) aumenta 3-4 veces . la tasa de ovulacin. - Aplicaciones de la superovulacin: TE, puncin folicular, fertilizacin in vitro, ICSI, . criopreservacin.
Biotecnologa aplicada a la reproduccin de equinos Criopreservacin- Refrigeracin y transporte de embriones: se pueden mantener a 5 oC por 24 h . sin perder viabilidad - Limitantes de la criopreservacin de embriones: cpsula del embrin . (membrana proteica acelular); asociaciones de criadores - Congelacin y vitrificacin de ovocitosBlastocisto tempranoBlastocele en formacin Detritos celulares
Blastocisto expandidoBlastocele
Macizo celular interno
Trofoblasto
Zona Pelcida
100 m 100 m Cpsula
Biotecnologa aplicada a la reproduccin de equinosRecoleccin no quirrgica de embrionesMedio de lavaje Ovario Cervix Oviducto Baln inflable Utero Aire Vagina Recto Entrada medio Vejiga
Embriones equinos transferidos en 2002Pases Argentina Brasil Canad Europa Sudfrica Estados Unidos Australia Frescos 2.500 3.000 62 71 47 5.000 200 20 11 3 Congelados
30 15
Filtro Salida medioAdaptado de: Aguilar and Woods, Current Therapy in Large Animal Theriogenology, 1997.
Nueva Zelanda Total
10.725
234
Adaptado de: Data Retrieval Committee Annual Report, IETS, 2003.
Biotecnologa aplicada a la reproduccin de equinos Produccin in vitro de embriones: fertilizacin in vitro (FIV); inyeccin . intracitoplasmtica de espermatozoide (ICSI)- Limitantes de la FIV: maduracin del ovocito y capacitacin espermtica - Disponibilidad de ovarios de matadero para investigacin limitada: informacin limitada . sobre sistemas de maduracin, fertilizacin y cultivo in vitro - ICSI es utilizada como alternativa a la FIV: La inyeccin del espermatozoide evita las . deficiencias de los sistemas de FIV
Transferencia de ovocitos- Recoleccin de ovocitos: De folculos preovulatorios (madurados in vivo), o durante el diestro . (maduracin in vitro) - Aplicaciones de la transferencia de ovocitos: Infecciones uterinas persistentes; estudios sobre . maduracin de ovocitos in vitro; como alternativa a la FIV
Transferencia de gametas (Gamete Intrafallopian Tube Transfer; GIFT)- Transferencia de ovocitos y espermatozoides (200.000) al oviducto. - Aplicaciones de la transferencia de gametas: En casos de semen limitante (semen sexado, . congelado, padrillos con bajo recuento espermtico), como alternativa a la FIV
Biotecnologa aplicada a la reproduccin de ovinos y caprinos Inseminacin Artificial- Mtodo de inseminacin: vaginal, cervical, transcervical, intrauterinaInseminacin transcervical Inseminacin transcervical con endoscopio Inseminacin intrauterina por laparoscopa
Superovulacin y transferencia de embriones- Alta variabilidad de la respuesta al tratamiento superovulatorio y de . las tasas de fertilizacin. - Recoleccin de embriones y transferencia: procedimiento quirrgico
Biotecnologa aplicada a la reproduccin de ovinos y caprinos Produccin de embriones in vitro- Ovarios de matadero - Puncin folicular laparoscpica de animales vivos
Criopreservacin- Congelacin gradual o vitrificacin - Embriones producidos in vitro son mas sensibles
Embriones de oveja y cabra transferidos en 2002Embriones recolectados Ovinos Caprinos 100.496 17.921 Embriones Transferidos: Frescos Congelados 83.453 7.004 52.433 9.234 Almacenados 21.457 7.843 Exportados 19.214 6.784
Adaptado de: Data Retrieval Committee Annual Report, IETS, 2003.
Biotecnologa aplicada a la reproduccin de camlidos sudamericanosLlama (Lama glama) Alpaca (Lama pacos)
Poblacin de camlidos sudamericanos en los pases andinos (nmero estimado)Pas Argentina Bolivia Chile Colombia Ecuador Paraguay Per Guanaco 578.700 54 25.000 ------53 1.600 602.907 Vicua 23.000 12.000 30.000 ---482 ---100.000 165.482 Llama 135.000 2.022.569 70.363 200 9.687 ---989.593 3,776.793 Alpaca 400 324.336 27.585 ---100 ---2.510.912 2.811.612
Vicua (Vicugna vicugna)
Guanaco (Lama guanicoe)
Total
Tomado de: Larocca, Transferencia de embriones y biotecnologa, 2001.
Estacionalidad de la actividad . reproductiva, que es mas marcada en los . camlidos silvestres (vicua y guanaco) Ovulacin inducida: 22 a 46 h despus de . la cpula Alta mortalidad embrionaria
Biotecnologa aplicada a la reproduccin de camlidos sudamericanosBlastocistos bovinos da 7 Embrin de llama da 7
Inseminacin artificial: 30 h despus de estmulo ovulatorio- Dificultosa colecta de semen - Alta viscosidad, baja concentracin . espermtica, baja motilidad. - Criopreservacin poco eficiente de semen
Superovulacin y transferencia de embriones: respuestas muy variablesBlastocistos reexpandidos 72 h post-descongelacin
- Ausencia de fase luteal - Folculos dominantes por largos perodos
Sistema de produccin de embriones in vitro: poco desarrollado- Preez de un embrin vitrificado (2002) - Mrulas producidas in vitro por transferencia . nuclear (2003) - Puncin folicular guiada por ultrasonografa . (2000)
Hbridos
Biotecnologa aplicada a la reproduccin de bfalos (Bubalus bubalis)
Poblacin mundial: 163 millones de cabezas Produccin importante en regiones pantanosas y anegadizas, . donde es irremplazable Baja eficiencia de superovulacin y recoleccin de embrionesAgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
Desarrollo de sistemas de produccin de embriones in vitro a . partir de ovarios de matadero o de animales vivos a travs de . la puncin folicular En India 124 embriones fueron recolectados in vivo, 78 fueron . transferidos frescos y 19 congelados en el 2002. Adems 265 . embriones de bfalo estn almacenados
Biotecnologa aplicada a la reproduccin de ciervos (Cervus elaphus)
Existen 2,4 millones de cabezas en 4.500 establecimientos. Altamente estacionales: La actividad ovulatoria comienza en . otoo, los partos estn sincronizados en el verano.AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
La produccin in vitro de embriones sera la mejor alternativa . para el uso eficiente del semen recuperado. En 2002, se colectaron ms de 1.000 embriones; cerca de . 800 fueron transferidos. Canad report preeces de . embriones producidos in vitro.
Conclusiones: aplicaciones biotecnolgicas a la reproduccin de animales
Inseminacin artificial y congelacin de semen- Control de enfermedades de transmisin sexual - Uso intensivo de un macho de alto valor gentico - Aumento de la eficiencia de estimacin del valor gentico . (ensayos de progenie)
Sincronizacin e induccin de la ovulacin- Aumento de la eficiencia de la produccin de terneros - Aumento de la eficiencia del manejo productivo y reproductivo
Superovulacin, transferencia y criopreservacin de . embriones- Uso intensivo de hembras de alto valor gentico - Rpida difusin de gentica superior: transporte y . comercializacin alrededor del mundo a bajo costo - Sanidad Animal: importacin de embriones libres de patgenos AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
- Recuperacin mas eficaz de individuos exticos y razas en . peligro de extincin - Conservacin in vitro por tiempo indefinido de una amplia . variedad de especies mamferas
Conclusiones: aplicaciones biotecnolgicas a la reproduccin de animales
Sexado de espermatozoides y embriones- Produccin de descendencia del sexo deseado
Produccin in vitro de embriones- Uso mas intensivo de hembras de alto valor gentico - Utilizacin de hembras que no pueden ser superovuladas - Produccin de embriones con ovarios de matadero
Micromanipulacin- Produccin de mellizos idnticos para investigacin o aumentar . la eficiencia de los programas de transferencia de embriones - Clonacin por transferencia nuclear, inyeccin pronuclear o . produccin de quimeras para generar organismos transgnicos AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal
- Inyeccin intracitoplasmtica de espermatozoides en especies . en las que no es factible la fertilizacin in vitro
Referencias
1. Palma, G.A. Biotecnologa de la Reproduccin. Instituto Nacional de Tecnologa Agropecuaria (INTA, Argentina), 2001. 2. Gordon, I. Controlled reproduction in cattle and buffaloes. Centre for Agriculture and Biosciences International (CABI), 1996. 3. Karow, A.M. and Critser, J.K. Reproductive tissue banking. Academic Press, 1997. 4. Stringfellow, D.A. and Seidel, S.M. Manual of the International Embryo Transfer Society, IETS, 1998. 5. Larocca, C. Transferencia de embriones y biotecnologa rea de Biotecnologa de la Reproduccin Animal, Facultad de Veterinaria, Universidad de la Repblica, Montevideo, Repblica Oriental del Uruguay. Libro electrnico, 2001.
AgrobiotecnologaBiotecnologa en reproduccin animal