https://frosthead.com

Tyto dětské bígly jsou prvními psy, které se narodily při in vitro fertilizaci

Stékající štěňátka v laboratoři Alexandra Travise se nezdají jako lékařské zázraky. Ale tyto chlupaté zázraky jsou první psi narození pomocí oplodnění in vitro, což je proces, který se vyvinul pro špičáky déle než 30 let.

Související obsah

  • Psi napodobují vzájemné projevy, příliš
  • Jak připravit svůj čokl na vítězství v přehlídce
  • Kočky dostávají rakovinu prsu příliš a je toho toho hodně, co se z toho můžeme poučit
  • Dokonce i batolata uznávají vynikající roztomilost štěňat a koťat

In vitro fertilizace (IVF) je proces oplodnění vajíčka spermatem v laboratoři. U lidí a několika dalších zvířat se to daří úspěšně od 70. let, ale vědci se snažili zjistit, jak to funguje pro psy. Tato technika by mohla pomoci zachránit ohrožené psí druhy ve volné přírodě a v kombinaci s technikami genové editace může dokonce pomoci zlepšit zdraví domácích plemen.

„Lidé na tom pracují od doby, kdy byl vynalezen IVF, “ říká Travis, reprodukční biolog na Cornell University. „Nikdo nikdy nedosáhl pokroku s IVF u psa. Toto je první úspěch.“

Potíž byla částečně proto, že biologové dělali experimenty založené na neúplné vědě, zejména na papíru publikovaném v roce 1978 v časopise Gamete Research, který naznačoval, že hořčík zpomaluje spermie.

Psí sperma vypadá podobně jako lidské spermie, ale na rozdíl od lidské verze není psí sperma připraveno ihned oplodnit vajíčko. To proto, že psí sperma má povlak cholesterolu, který zakrývá jeho hlavu, kde jsou uchovávány informace o DNA. Když sperma prochází děložní ženou samice, chemikálie včetně hořčíku rozkládají ten povlak. Pokud povlak zůstává neporušený, DNA spermie nemůže vajíčko oplodnit.

Stejná lázeň chemikálií říká spermatu, aby se kroutilo ocasem, který se chová jako vrtule, a pomáhá mu vrhat se do vajíčka, aby mohla uložit tuto DNA. S hořčíkem mohou spermie plavat rychleji a snadněji proniknout do vajíčka.

Během oplodnění in vitro je spermie ve zkumavce a ne v děloze, takže vědci museli znovu vytvořit chemickou koupel uvnitř těla psa. Ale žádný jiný vědec si myslel, že nezahrnuje hořčík kvůli papíru z roku 1978. Bez něj si můžete dát vejce sperma vedle vejce a nic se nestane.

„Proč ne hořčík? Každý používá toto médium bez zpochybňování a byl vynalezen v 70. letech, “ říká studie vedoucí autorky knihy Jennifer Nagashima, reprodukční biolog v Travisově laboratoři a člen společného vzdělávacího programu pro absolventy mezi Smithsonianem Institut ochrany biologie a Cornellovo Atkinsonovo centrum pro udržitelnou budoucnost.

„Vrátili jsme se a podívali se na to, “ říká Nagashima. "Je to určitě celoživotní lekce - teď se ptám na všechno."

CVM_IFVPuppies_2015 (36) .JPG Ze sedmi štěňat jsou dvě z matky beagle a otce kokršpaněla a pět z párů otců a matek beagle. (Mike Caroll, Vysoká škola veterinárního lékařství v Cornell University)

Předchozí vědci se při navrhování psího procesu také spoléhali na lidský proces IVF, ale naše reprodukční systémy mají některé významné rozdíly, které nebyly brány v úvahu. Lidé ovulují asi jednou za měsíc - to znamená, že vaječníky uvolňují vajíčko připravené k oplodnění. Psi však ovulují pouze jednou nebo dvakrát ročně a jejich vejce nejsou okamžitě životaschopná.

Když vědci spoléhali na časovou osu lidského těla, aby pracovali se psy, odstranili vejce z pejska příliš brzy. Místo toho tým zjistil, že psí vejce musí sedět uvnitř svých vajcovodů (vejcovody u lidí) ještě před tím, než budou připraveni na IVF.

Když Nagashima a její kolegové vajíčka odstranili hned po ovulaci, žádné vajíčko oplodnilo. Když ale čekali čtyři dny, oplodnilo se 80 procent vajíček, tým tento týden hlásí v PLOS ONE .

Po odebrání vajíček ze psí dělohy je vědci umístili do kultury se spermatem a čekali asi 48 hodin, než směs vytvoří nové buňky, což znamená, že to bylo na cestě k tomu, aby se stal psím plodem. Tyto buňky byly poté vyjmuty z Petriho misky, zmraženy a později implantovány do náhradního psa.

Z 19 oplodněných embryí se 10. července - po desetiletích výzkumu - narodilo sedm malých štěňátek bíglů.

„Slyšíš ty první výkřiky, a to je docela dobrý pocit, “ říká Travis. Dalším krokem je naučit se, jak odstranit psí vejce, aniž by provedl velkou operaci.

Díky pokroku v technologii IVF pro psy by vědci mohli zvýšit populaci ohrožených psích druhů, říká Margaret Root Kustritz, malá specialista na reprodukci zvířat na University of Minnesota. Jako dárci vajíček by mohli sloužit ohrožená psi, která nechtějí nebo nedokážou vytvořit obvyklý způsob, čímž by zajistili, že jejich cenné geny budou pokračovat v další generaci.

IVF lze také použít ke snížení nemoci u domácích psů. Mnoho čistých plemen dnes trpí genetickými poruchami, které lze odstranit pomocí IVF a moderních nástrojů pro editaci genů. Takový výzkum může dokonce pomoci našemu pochopení lidských chorob. Zatímco šimpanzi jsou nám geneticky blíže, sdílíme se psy více než 350 zvláštností nemoci, což je dvakrát tolik než u jiných druhů.

„To je obrovský pozitivní krok, “ říká Root Kustritz. "Každá studie, která nám pomáhá lépe porozumět normální reprodukční biologii, nám pomáhá přemýšlet o tom, jak bychom tyto znalosti mohli použít k pomoci zvířatům a lidem."

23505525722_49719908a4_k.jpg Nucharin Songsasen (vlevo) a Jennifer Nagashima z Smithsonian Conservation Biology Institute vezmou na procházku tři štěňata IVF. (Jefferey MacMillan)
Tyto dětské bígly jsou prvními psy, které se narodily při in vitro fertilizaci