Papírové inseminační dávky  
Inseminace, někdy nazývaná jako umělé oplodnění, je u hospodářských zvířat nejstarší metodou jednoho z nejmladších zemědělských oborů: reprodukčních biotechnologií. Leckdo by mohl pomyslet, že na ní nelze nic vylepšit a pokud ano, tak jen detaily. Opak je pravdou. Inseminaci lze dát zbrusu nový „kabát“ - papírový.

 

 

Zvětšit obrázek
35 syntetických buněk, 1000 býčích spermií; tak vypadá průřez kapslí pod mikroskopem...

Málo kdo ví, že jedním z největších problémů, se kterým se chovatelé skotu potýkají, je správné určení doby, kdy je plemenice v říji a kdy je potřeba inseminaci provést. Zatímco býk v přirozené plemenitbě správný okamžik pozná neomylně, farmář se tak musí spolehnout jen na schopnost posoudit někdy jen malé změny chování. Že se občas mýlí je nabíledni a  každý omyl je potrestán téměř o měsíc oddáleným zabřeznutím, tedy i posunutým porodem a  ztrátou tržeb za mléko, kdy dojnici krmit musí, ale ona nedojí, nebo jen málo. Zatímco býk má pro určení doby ovulace k dispozici i svůj čich, chovatel musí několikrát denně chodit mezi zvířaty a sledovat případný neklid zvířete projevovaný častým vstáváním a leháním, nechutenstvím, zájmem o jiná zvířata, změnami na vnějších pohlavních orgánech projevující se například jejich prokrvením a zvlhnutím. Takové jsou projevy říje signalizující očekávanou ovulaci. Pro inseminaci je zjištění začátku říje nanejvýš důležité. Ovulovaný oocyt skotu je totiž schopen oplození jen asi 24 hodin. Spermie jsou oplození schopné ještě po 20 hodinách. Provést zákrok vpravení inseminační dávky do děložního krčku krávy ve správný okamžik je základ prosperity chovatele.


 

Schema

 
Chovatelům svitla naděje, že by jim jejich rizikovou činnost, spočívající v načasování inseminace, mohlo usnadnit několik nových nápadů. Jedním je postupné uvolňování spermií z inseminační dávky. Jedním z posledních výstřelků v tomto směru  jsou inseminační dávky v nichž spermie vykazují vyšší přežitelnost. V literatuře se o nich píše jako o „long lasting super-sperm“. I přes bombastický název cesta pozvolného uvolňování spermií vykazuje v praxi spíše jen nepatrné zlepšení výsledků zabřezávání. Ekonomická efektivita této volby je proto poněkud diskutabilní.

 

Kemmerovy kapsle
Podle názoru některých odborníků představuje novou éru inseminace práce švýcarského biotechnologa Dr. Kemmera a jeho kolegů. Jeho vynález spočívá v uvěznění spermií do kapsle z celulózy, která se sama začne v čase ovulace plemenice v jejím pohlavním aparátu rozpouštět. Na rozdíl od klasické inseminace, kdy se spermie vpravují do děložního krčku, tyto kapsle se deponují až do dělohy.

Zvětšit obrázek
... a tak po vyplavení luteinizačního hormonu z hypofýzy, který spustil celulolytickou destrukci obalu. Šipky označují místa, kde došlo k rozložení obalu a uvolněné spermie opouštějí kapsli.

Ovulace je výraz pro uvolnění zralého a oplození schopného vajíčka. U skotu k ní dochází až po odeznění vnějších příznaků říje. Její projev se nápadně podobá zánětu. Vaječník se prokrví, zduří, zvířeti mírně vzroste tělesná teplota a v samotném místě na vaječníku, kde dochází k prasknutí folikulu a vlastní ovulaci vajíčka, se uvolní celé spektrum látek typických pro zánětlivý proces. Podoba s podebranou patou tady ale končí. Samotné vyplavení oocytu je  odstartováno náhlým krátkým impulzem zvýšené koncentrace „vlnou“ luteinizačního hormonu produkovaného hypofýzou. Švýcary napadlo tohoto hormonálního signálu využít.

 

Celuláza, celulóza a spermie
Dr. Kemmer využil svých znalostí molekulární biologie a v laboratoři syntetizoval buňky s receptorem pro luteinizační hormon. Vzorem mu byly buňky vaječníku s tímto receptorem, který aktivuje kaskádu dějů, na jejichž konci je uvolnění oocytu - jeho vyslání na cestu vejcovodem vstříc novým dobrodružstvím. Podle vzoru těchto buněk vaječníku vytvořil Kemmer buňky vybavené stejným receptorem (pro luteinizační hormon) jen s tím rozdílem, že na konci kaskády dějů je uvolnění enzymu celulázy. Buňky dává společně se spermiemi do kapsle, jejíž obal je tvořen celulózou. Buňky zavřené do kapsle čekají na pokyn, který krví vyšle hypotalamus do vaječníků jímž oznamuje, že je čas k ovulaci. Tato „molekulární tichá pošta“ prochází z krve do všech tekutin těla. Signál se tedy dostane i  do kapslí v děloze. Jakmile signál uvězněné buňky vybavené receptorem přijmou, vykonají k čemu jsou geneticky naprogramovány a uvolní enzym celulázu. Ten začně rozpouštět celulózový obal kapsle a spermie se z papírových pytlíčků dostávají ven v ten nejpříhodnější čas, kdy mají velkou šanci střetnout se s vajíčkem ve vhodnou dobu a na pravém místě a dát tak vznik novému životu.

 

Otázkou je, zda vše funguje jak si Kemmer a jeho tým myslí. Nepoškozuje třeba celuláza také spermie? Stíhá luteinizační hormon prostoupit papírem kapsle dostatečně rychle? Zvládá pak celuláza provést destrukci vězení a uvolnit všechny spermie?
Tyto otázky si položil i Kemmerův tým. Odpověď jim měl dát test pohyblivosti spermií před kapsulací a po jejich uvolnění po rozpuštění kapsle. K radosti experimentátorů se negativní vliv celulázy neprokázal. 
Slibně dopadla i kontrola funkčnosti celého systému v sekretech pohlavních orgánů dojnic.   Jistým menším zádrhelem je, že se papírové kapsle se u slabě říjících se krav rozpouštějí pozdě. U superovulovaných krav – injekcí hormonálně přinucených ovulovat, docházelo k uvolnění spermií z kapsle spolehlivě a v pravý čas…

 

Zvětšit obrázek
A konečně, toužebně očekávaný výsledek snažení Kemmerova týmu – vyvíjející se embrya

Červíci pochybností
Nezodpovězena stále zůstává řada technických otázek: bude lepší inseminovat stejným způsobem jako dnes - tedy do děložního krčku, nebo do dělohy? Jak se budo tyto dávky skladovat a kolik takové inseminační dávky budou stát? Může technika, při níž se používá produkt genetické manipulace (uměle vytvořené receptory) narazit legislativně, nebo na odpor aktivistů? Otázkou také zůstává, jak dopadne ověřování na větším počtu plemenic v praxi.
V případě, že dobře, mohlo by to poněkud snížit farmářům náklady na inseminační dávky. Vhodnější načasování oplodnění by mělo zvýšit zabřezávání. Hlavní přínos by spočíval v úspoře času chovatele a eliminace lidského faktoru u zvířat, která se projevují tichými říjemi u nichž chovatel i při sebevětších zkušenostech ten správný okamžik k připuštění není schopen určit. 

 

VIDEO 1: Oplodňovací kapsle s živými spermiemi (Kredit: M. Fussenegger, ETH Zurich)

VIDEO 2: Rozložená kapsle s uvolněnými spermiemi (QuickTime, 2.1 MB)

Pramen:  Kemmer, C.; Fluri, D.A.; Witschi, U.; Passeraub, A.; Gutzwiller, A.; Fussenegger, M.  A designer network coordinating bovine artificial insemination by ovulation-triggered release of implanted sperms. Journal of Controlled Release. 150: 23 – 29.

Autor: Jan Nevoral
Datum: 08.08.2012 21:17
Tisk článku

Martin Juhás čili Československo - Zábranský David
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 389 Kč
cena: 346 Kč
Martin Juhás čili Československo
Zábranský David

Diskuze:

Žádný příspěvek nebyl zadán



Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni