Cățelușii înăbușiți și înăbușiți în laboratorul lui Alexander Travis nu par niște minuni medicale. Dar aceste minuni de blană sunt primii câini născuți folosind fertilizarea in vitro, un proces care a fost nevoie de mai mult de 30 de ani pentru a se dezvolta pentru canini.
Continut Asemanator
- Câini Mimic Expressions reciproc, Prea
- Cum să vă pregătiți pooch-ul pentru a câștiga cel mai bun spectacol
- Pisicile devin cancer de sân prea mult și putem învăța multe despre el
- Chiar și copiii mici recunosc înțelepciunea superioară a cățelușilor și pisicilor
Fertilizarea in vitro (FIV) este procesul de fertilizare a unui ovul cu spermă într-un laborator. Am făcut-o cu succes la oameni și alte câteva animale din anii '70, dar oamenii de știință se străduiau să-și dea seama cum funcționează pentru câini. Tehnica ar putea ajuta la salvarea speciilor canine pe cale de dispariție în sălbăticie și, în combinație cu tehnicile de editare a genelor, poate chiar ajuta la îmbunătățirea sănătății raselor domestice.
„Oamenii lucrează la asta de când a fost inventată FIV”, spune Travis, biolog în domeniul reproducerii la Universitatea Cornell. "Nimeni nu a făcut progrese cu FIV la câine. Acesta este primul succes."
Problema a fost parțial pentru că biologii făceau experimente bazate pe știință incompletă, în special, o lucrare publicată în 1978 în revista Gamete Research care sugera că magneziul a încetinit sperma.
Sperma de câine arată similar cu sperma umană, dar spre deosebire de versiunea umană, sperma de câine nu este pregătită să fertilizeze imediat un ovul. Asta pentru că sperma câinilor are o acoperire de colesterol care îi acoperă capul, unde se păstrează informațiile despre ADN. Când spermatozoizii călătoresc prin uterul câinelui feminin, substanțele chimice, inclusiv magneziul, descompun acea acoperire. Dacă acoperirea rămâne intactă, ADN-ul spermei nu poate fertiliza ovulul.
Aceeași baie de substanțe chimice îi spune spermatozoizilor să-și ridice coada, care acționează ca un elicel, ajutându-l să se îngroape în ou, astfel încât să poată depune ADN-ul. Cu magneziu, sperma poate înota mai repede și mai ușor să pătrundă în ovul.
În timpul fertilizării in vitro, sperma este într-o eprubetă și nu un uter, astfel încât oamenii de știință au fost nevoiți să creeze baia chimică din interiorul corpului câinelui. Dar niciun alt om de știință nu s-a gândit să includă magneziu din cauza lucrării din 1978. Fără asta, puteți pune o spermă de câine lângă un ou și nu se va întâmpla nimic.
"De ce nu magneziul? Toată lumea folosește acest mediu fără a pune la îndoială, și a fost inventat în anii '70", spune autorul principal al lucrării, Jennifer Nagashima, biolog în domeniul reproducției în laboratorul lui Travis și membru al programului comun de formare absolventă între Smithsonian Conservarea Institutului de Biologie și Cornell's Atkinson Center pentru un viitor durabil.
„Ne-am întors și am privit-o”, spune Nagashima. „Cu siguranță este o lecție de viață - acum pun la îndoială totul”.
Dintre cei șapte cățeluși, doi sunt de la o mamă beagle și un tată cocker spaniel, iar cinci sunt din perechi și mame beagle. (Mike Caroll, Colegiul Universității de Medicină Veterinară din Cornell) Cercetătorii precedenți s-au bazat, de asemenea, pe procesul uman de FIV pentru proiectarea procesului câinelui, dar sistemele noastre de reproducere au unele diferențe notabile de care nu au fost luate în considerare. Oamenii ovulează aproximativ o dată pe lună, ceea ce înseamnă că ovarele eliberează un ou care este pregătit pentru fertilizare. Dar câinii ovulează doar o dată sau de două ori pe an, iar ouăle lor nu sunt imediat viabile.
Bazându-se pe cronologia corpului uman pentru a lucra cu câinii, oamenii de știință au scos ouăle prea devreme de la câinele de sex feminin. În schimb, echipa a descoperit că ouăle de câine trebuie să stea în interiorul oviductelor lor (trompele uterine la om) pentru un timp înainte să fie gata pentru FIV.
Când Nagashima și colegii ei au scos ouăle imediat după ovulație, niciunul dintre ouă nu a fertilizat. Dar când au așteptat patru zile, 80% din ouă fecundate, echipa raportează săptămâna aceasta în PLOS ONE .
După ce au îndepărtat ouăle din uterul câinelui, oamenii de știință i-au plasat într-o cultură cu sperma și au așteptat aproximativ 48 de ore pentru ca amestecul să creeze noi celule, ceea ce înseamnă că a fost pe cale de a fi un făt câine. Aceste celule au fost apoi scoase din vasul Petri, congelate și ulterior implantate la un câine-surogat.
Din 19 embrioni fertilizați, șapte cățeluși mici de amestec de vită s-au născut pe 10 iulie - după zeci de ani de cercetări.
„Auzi primele strigăte și asta este un sentiment destul de bun”, spune Travis. Următorul pas este să înveți cum să îndepărtezi ouăle de câine fără să faci operații majore.
Avansând tehnologia FIV pentru câini, oamenii de știință ar putea crește populațiile de specii canine pe cale de dispariție, spune Margaret Root Kustritz, o mică specialistă în reproducerea animalelor la Universitatea din Minnesota. Canidurile pe cale de dispariție care nu doresc sau nu pot procrea modul obișnuit ar putea servi drept donatori de ouă, asigurând astfel că genele lor valoroase vor continua până la următoarea generație.
FIV ar putea fi, de asemenea, utilizat pentru reducerea bolilor la câinii casnici. Multe rase pure suferă astăzi de tulburări genetice care ar putea fi înlăturate folosind FIV și instrumente moderne de editare a genelor. O astfel de cercetare ne poate ajuta chiar înțelegerea bolilor umane. În timp ce cimpanzeii sunt mai aproape de noi genetic, împărtășim mai mult de 350 de trăsături de boală cu câinii, care este de două ori mai mult decât oricare altă specie.
"Acesta este un pas pozitiv imens", spune Root Kustritz. „Fiecare studiu care ne ajută să înțelegem mai bine biologia reproductivă normală ne ajută să ne gândim la modul în care am putea folosi aceste cunoștințe pentru a ajuta animalele și oamenii.”
Nucharin Songsasen (stânga) și Jennifer Nagashima de la Smithsonian Conservation Biology Institute iau trei dintre cățelușii FIV pentru o plimbare. (Jefferey MacMillan)
