Що таке трансплантація ембріонів?
Перенесення ембріонів - це збірний термін для технологій, що використовуються для трансплантації ембріонів з матки одного жіночого організму в інший. Дана технологія використовується переважно у великої рогатої худоби, але дуже добре застосовна і у свиней - в майбутньому, можливо, застосування даної технології буде мати більш широкий масштаб.
Як здійснюється ЕТ у свиней?
Стандартний метод трансплантації ембріонів у свиноматок. як це практикувалося впродовж тривалого часу за допомогою вентральної лапаротомії по середній лінії.
Комерційна трансплантація ембріонів була практичною альтернативою в тваринництві протягом багатьох років. У великої рогатої худоби репродуктивний тракт і розмір тварини дозволяє проводити ректальну пальпацію статевих шляхів, що робить можливим подальше нехірургічне ректально-вагінальне трансцервікально осадження ембріона в ипсилатерально (сторона овуляції) розі матки. У свиней, на увазі їх меншого розміру, обмежено або заборонено проведення нехірургічного ректально-вагінального трансцервікально осадження ембріонів. Крім того, свиня є багатоплідним тваринам з характерними довгими рогами матки, що необхідно для виношування виводка або посліду поросят під час вагітності. Для свиней характерна наявність саме таких довгих рогів матки, а також шийки матки, розташованої по типу «штопор», що перешкоджає проведенню нехірургічного трансцервікально збору і осадження ембріонів. Таким чином, вчені і ветеринари давно використовують вентральную лапаротомию по середньої лінії для відновлення і перенесення ембріонів в організм свині-реципієнта.
Чи не є ЕТ надмірною для свиней?
Протягом тривалого часу трансплантація ембріонів у свиноматок проводилася за допомогою вентральної лапаротомії по середній лінії.
Свині відносяться до видів, що народжує послід. Крім того, на відміну від великої рогатої худоби, де також широко застосовується ЕТ, у свиней відносно ранній період статевого дозрівання і короткий період вагітності. Таким чином, агресивний вибір при спарюванні свиней, коли виробляють штучне запліднення (AI), вже дозволяє здійснювати генетичний прогрес без необхідності проведення ET.
В такому випадку, які фактори мотивують свинарів продовжувати реалізовувати різні методи трансплантації ембріонів? Ось деякі з них:
Тільки 50% генетичного матеріалу може бути змінено в одному поколінні за допомогою штучного запліднення, в той час як 100% генетичного матеріалу або повністю новий геном може бути введений з ембріоном.
Свинарство продовжує розширюватися в усьому світі і характеризується появою компаній, які працюють на міжнародному рівні і зможуть отримати вигоду з економічно ефективних можливостей трансплантації ембріонів замість продажу живих тварин. Це також дозволить більш дрібних підприємств стати більш конкурентоспроможними, продаючи унікальні генетичні зразки у вигляді законсервованих зразків / трансплантуються ембріонів.
Зниження ризику для здоров'я
Трансплантація ембріонів може бути використана для подолання проблем зі здоров'ям свиней. Ембріони можуть бути видалені у свиноматок з такими захворюваннями, як псевдобешенство або свинячий репродуктивний і респіраторний синдром (РРСС), які потім «відмиваються» і передаються реципієнту без виявлених захворювань для забезпечення здорових стад. Ця унікальна характеристика ЕТ може бути використана для мінімізації або усунення ризику розвитку будь-якого захворювання між стадами і отримання бажаного генетичного прогресу. Дане застосування ЕТ було названо «генетичним порятунком».
генетичні важелі
Використання інших біотехнологій, таких як клонування ембріонів і кріоконсервація, вимагають проведення ЕТ для відтворення живого потомства.
Органи свиней найбільш сумісні з людськими через схожість в анатомії, фізіології і розмірах. З точки зору етики, їх застосування менш спірно, ніж використання органів приматів. В останнє десятиліття в США кількість пацієнтів, які очікують трансплантації органів, збільшилася втричі. Департамент охорони здоров'я США і Служба захисту програми людського донорства має більше 50000 заявок на трансплантацію органів. Процедура трансплантації ембріонів є важливим кроком в розробці і виробництві генетично змінених свиней, органи яких підходять для трансплантації людині. Крім того, свиня була визнана найбільш підходящим тваринам для експериментального моделювання хвороб людини. Лише 8% досліджень, проведених в США на гризунах або інших стандартних моделях по відтворенню людських захворювань і дійшли до клінічних випробувань, в дійсності привели до створення готового продукту для лікування людини. Унікальна фізіологія та анатомія свині робить її більш придатною для моделювання людських хвороб, і свиня в даний час активно використовуються для генетичних маніпуляцій і є експериментальною моделлю по відтворенню таких захворювань, як атеросклероз, цукровий діабет, муковісцидоз, м'язова дистрофія, рак та інші важкі захворювання.
Що є основою?
Нижче наведено список технічних факторів, які будуть задіяні при інтеграції ЕТ з операцією, що проводиться свині.
Регулювання естрального циклу
Для забезпечення успішного процесу ЕТ самки-донори і реципієнти повинні бути синхронізовані (для пересадки свіжих ембріонів), так що період тічки у реципієнтів повинен проходити приблизно в той же час, що і у донорів.
Незважаючи на те, у свині в період «овуляції» залучено від 10 до 25 яйцеклітин (за естрального циклу), донор може бути гормонально стимульований для того, щоб виробити більше запліднених яйцеклітин, що робить донора більш продуктивним, так як процес ЕТ передбачає видалення ембріонів у самок-донорів. Проте, супер-овуляція не є необхідною для успішного проведення ET.
Виявлення статевої охоти
Надійні і послідовні методи виявлення тічки і її реєстрації повинні бути використані як для донорів, так і для реципієнтів, щоб реципієнти могли бути точно погоджені з окремими донорами і їх ембріонами.
У більшості видів ЕТ, як правило, поєднується з штучним заплідненням (ІС), тому що виробники хочуть скористатися схрещуванням породистих самок донорів з породистими самцями.
Пожвавлення і трансплантація ембріонів
Дана технологія швидко розвивається, але кілька хірургічних, комбінованих і нехірургіческіх методів в даний час оцінюється з метою визначення найбільш ефективних і відповідних свині. В даний час хірургічне пожвавлення і трансплантація дають найбільш стабільні результати.
Донори і реципієнти
Ембріони, отримані у самок донорів, повинні бути трансплантовані реципієнтам. Донори можуть бути як по материнській, так і по батьківській лінії, але материнські лінії є кращими для реципієнтів. Донори і реципієнти можуть бути як свинками, так і свиноматками, при цьому у свинок набагато зручніше проводити хірургічні маніпуляції.
Обробка і експертиза ембріонів
Прийнятні результати ЕТ можна отримати тільки тоді, коли ембріони належним чином підготовлені до трансплантації. Навчений персонал використовує стерильні прилади й середовища, призначені для вирощування та обробки ембріонів від моменту пожвавлення до трансплантації в контрольованих умовах.
Ембріони повинні бути правильно ідентифіковані і підготовлені для відправки за місцезнаходженням реципієнта. Транспортування може включати перенесення, перевезення або переліт з одного місця в інше. Ембріони можна вирощувати протягом 72 годин з більш низькими кінцевими результатами.
Нехірургічна трансплантація - це відносно нова технологія, що розробляється науковцями Університету в Мурсії
Консервування ембріонів
Після пожвавлення ембріони можна культивувати під час транспортування, особливо якщо ЕТ має відбутися протягом 24 годин після пожвавлення. Були розроблені альтернативні методи консервування ембріонів, включаючи зберігання ембріонів до 48-72 годин при низькій температурі і вітрифікації ембріонів для довгострокової кріоконсервації. На відміну від звичайних методів консервування культури ембріонів, в майбутньому саме ці технології будуть відігравати важливу роль для реалізації програми поставок при глобальної трансплантації ембріонів.
Що таке майбутнє?
В даний час типовими результатами слід вважати досягнення вагітності і опоросу в 85% випадків трансплантації ембріонів, а ембріональна виживання (з урахуванням вагітності реципієнтів) становить 50-55%. Поєднання цих показників говорить про те, що трансплантація ембріонів до 50% випадків приведе до народження поросят. Результати залежать від причини проведення ЕТ. Використання ЕТ з метою порятунку генотипів від донорів, чиє здоров'я знаходиться під загрозою, може бути менш ефективним, ніж використання ЕТ для передачі генетичного матеріалу в здорових стадах (див. Таблицю 1). Тривалість часу культивування може вплинути на результати міжнародної трансплантації. Трансплантації свинячих ембріонів, яка успішно застосовується в різних областях свинарства, показує, що ця надійна процедура заслуговує розгляду. Згідно з нашими експериментальними даними, більш високий ризик зниження ефективності пов'язаний з донорами та якістю ембріонів при генетичному порятунок. Практична реалізація трансплантації ембріона вимагає спеціального приміщення, обладнання та кваліфікованої бригади хірургів.
Чи можливе проведення ЕТ нехірургічним методом?
Однак в майбутньому свинарства процедура трансплантації ембріонів стане звичайною справою, це всього лише питання часу. Багато глобальні ринкові сили та технологічні прориви вносять свій внесок в цей неминучий факт. Це хвилюючий момент - можливість взяти участь в даному починанні в сфері поточних комплексних зусиль, спрямованих як на дослідження, так і на виявлення нових можливостей для виробників.
С. Л. Терлоу і Дж. Р. Добринський, Міжнародного центр біотехнології «Minitube», Хорив, штат Вісконсін, США