Jedną z nowszych metod biotechnicznych stosowanych w rozrodzie bydła jest produkcja zarodków w warunkach laboratoryjnych. W Europie liczba zarodków wyprodukowanych w warunkach laboratoryjnych, a następnie przenoszonych w terenie jest mniej więcej stała. Przykładowo w roku 2003 wyprodukowano ich w Europie 8410 co stanowiło około 8,5% wszystkich wyprodukowanych zarodków, natomiast w roku 2004 5579 to jest 5,7%. Tendencją obserwowaną ostatnio jest także znaczący wzrost liczby oocytów pozyskiwanych od żywych dawczyń.
Materiałem wyjściowym do produkcji zarodków są oocyty pozyskiwane od krów dawczyń. Oocyty znajdują się wewnątrz pęcherzyków jajnikowych, zaś liczba ich jest bardzo duża. Dotychczas jedynym źródłem oocytów do produkcji zarodków (IVP) w warunkach laboratoryjnych (in vitro) były oocyty pozyskiwane od krów poddawanych ubojowi. Pozyskane w rzeźni jajniki umieszcza się w termosach i przewozi do laboratorium. Tam, z widocznych na powierzchni jajnika pęcherzyków aspiruje się płyn wraz z znajdującymi się w nim oocytami. W ten sposób od jednej dawczyni pozyskuje się przeważnie kilkanaście, rzadziej kilkadziesiąt oocytów. Nacinanie jajnika przy pomocy specjalnego instrumentu zwiększa tę liczbę do około 100. Mankamentem tej metody jest jednak fakt, że oocytami poddanej ubojowi samicy dysponujemy tylko jeden raz. Znacznie wygodniejszą, i coraz częściej stosowaną jest metoda przyżyciowego pozyskiwania oocytów. Dość dodać, że odsetek oocytów pozyskiwanych przyżyciowo stanowi około 60% wszystkich oocytów.
Do przyżyciowego pozyskiwania oocytów (OPU) niezbędny jest aparat ultrasonograficzny wyposażony w specjalną sondę sektorową zaopatrzoną w igłę punkcyjną. Sonda aparatu wprowadzana jest do pochwy dawczyni, dokładnie naprzeciw ustalonego per rectum w jajnika. Obserwując na obrazie ultrasonografu jajnik z widocznymi na jego powierzchni pęcherzykami, można – posiadając pewną wprawę – dokonać nakłucia pęcherzyków (zwykle większych od 2 mm) a następnie, korzystając z urządzenia wytwarzającego ujemne ciśnienie zaaspirować ich płynną treść wraz z oocytami. Jednorazowo – to jest podczas jednej sesji OPU – możliwe jest uzyskanie kilku do kilkunastu oocytów. Liczba ich jest jednak mniejsza niż liczba oocytów pozyskiwanych poubojowo. Można natomiast oocyty pozyskiwać wielokrotnie od jednej, wyselekcjonowanej dawczyni. Przyjmuje się, że bez szkody dla samicy pęcherzyki można nakłuwać co 3-4 dni przez wiele tygodni. O ile na konkretny dzień, w którym przeprowadzany jest zabieg OPU (przyżyciowego pozyskiwania oocytów) przygotowana jest duża stawka dawczyń, to liczba pozyskanych oocytów może być znaczna.
U krów praktykowana jest także hormonalna stymulacja dawczyń. W jej efekcie dochodzi do wzrostu pęcherzyków jajnikowych, a pozyskane z nich oocyty cechuje wyższa jakość. Dodatkową zaletą OPU jest możliwość pozyskiwania oocytów także podczas ciąży to jest do mementu kiedy jajniki są bez trudu osiągalne w badaniu per rectum (zwykle nie później niż do 3 miesięcy ciąży). Dawczyniami oocytów mogą być także jałowice a nawet kilkumiesięczne cielęta. Czynnikiem limitującym możliwość wykorzystania jako dawczyń, młodych samic są rozmiary sond ultrasonografu oraz grubość ramienia operatora. Warto dodać, że wielokrotne nakłuwanie jajników nie pozostawia żadnych ubocznych następstw i jest niegroźne dla zdrowia i płodności krowy dawczyni. W chwili obecnej w Europie funkcjonuje kilka tzw. zespołów OPU, które dokonują codziennie kilku do kilkudziesięciu zabiegów na wyselekcjonowanych krowach dawczyniach. Pozyskane oocyty są szczegółowo oceniane pod względem morfologicznym.
Do dalszej hodowli nadają się wyłącznie oocyty bardzo dobrej i dobrej jakości. Kolejnym etapem jest produkcja zarodków w warunkach laboratoryjnych (IVP). O ile zapewnia ona możliwość uzyskania z puli oocytów przynajmniej 40% dobrych jakościowo blastocyst, to metoda produkcji zarodków in vitro jest tańsza niż przyżyciowe pozyskiwanie zarodków. Zdolności produkowania 40-50% blastocyst nie posiadają niestety wszystkie laboratria. Pozyskane poubojowo lub przyżyciowo oocyty w odpowiednich warunkach (to specjalnej cieplarce i w odpowiednich pożywkach) dojrzewają. Warunki te musza przypominać warunki panujące w jajowodach samicy. Elementem niezwykle ważnym jest zatem zachowanie odpowiedno wysokiej temperatury oraz atmosfery gazowej (odpowiedniej relacji tlenu do dwutlenku węgla). Po upływie kilkunastu godzin dojrzałe oocyty są unasieniane (IVF) nasieniem wybranego przez hodowcę buhaja. Następnie w warunkach laboratoryjnych odbywa się hodowla (IVC) zygot do stadium moruli lub blastocysty. W ten sposób przygotowane zarodki mogą być przenoszone do macicy biorczyń jako zarodki świeże, względnie mogą być zamrożone i wykorzystane w innym, dogodnym dla hodowcy terminie. W tej chwili notuje się gwałtowny wzrost skuteczności transferu zarodków wyprodukowanych in vitro. O ile jeszcze kilka lat temu odsetek ciężarnych krów po transferze zarodków wyprodukowanych w warunkach laboratoryjnych nie przekraczał 30% o tyle obecnie w ciążę zachodzi około 55% biorczyń.
prof. dr hab. Jędrzej M. Jaśkowski
AR, Poznań, Katedra Weterynarii Rolniczej
Ferma Bydła 2006
Autor: prof. dr hab. Jędrzej M. Jaśkowski