Методика трансплантации эмбрионов

Из истории
 
История развития этой биотехнологии началась почти 120 лет назад. В 1890 году ученым Вальтером Хипом впервые была выполнена и описана методика трансплантация эмбрионов . Он трансплантировал два эмбриона ангорских кроликов беременным крольчихам бельгийской породы и получил смешанный помет крольчат обоих пород. Опыты по пересадке эмбрионов на крупных сельскохозяйственных животных начались в 1930-х годах на овцах и козах. Первые успешные пересадки эмбрионов на крупном рогатом скоте и свиньях были осуществлены в 1950-х годах Джимом Роусоном в Кембридже, Англия.
 
Первые коммерческие пересадки эмбрионов были проведены в начале 1970-х годов. Первоначально эмбрионы извлекались от доноров и подсаживались реципиентам с использованием хирургического метода. Это продолжалось до конца 1970-х годов, пока не был разработан не хирургический метод и популярность трансплантации эмбрионов резко возросла.


Введение в трансплантацию
Доноры и реципиенты эмбрионов
Животные-доноры
Животные-реципиенты
Принципы вымывания и пересадки эмбрионов
Что такое эмбрион?
Суперовуляция и пересадка эмбрионов
Этапы трансплантации эмбрионов
Наблюдение за признаками половой охоты
Признаки половой охоты
Вымывание эмбрионов и подготовка к процессу вымывания
Суперовуляция и синхронизация половых циклов
Осеменение
Вымывание эмбрионов
Пересадка эмбрионов

 

 

 

Введение в трансплантацию эмбрионов

методика пересадки - трансплантация эмбрионов
За свою жизнь, одна корова дает несколько телят, по одному теленку в год, после наступления половой зрелости. Около половины рожденных телят - бычки. Один бык-производитель может дать за всю жизнь несколько тысяч телят.

Если производить трансплантацию эмбрионов от генетически ценной коровы, то можно получить большое количество потомства с такими же генетическими данными.

Трансплантация эмбрионов - отличный метод улучшения поголовья КРС. Необходимо обладать специальными навыками, чтобы успешно производить вымывание эмбрионов и их пересадку. Только опытным путём можно достичь хороших результатов. В Венгрии, и от недавнего времени, на западной Украине успешно практикуется разведение ценных молочных и мясных пород компанией ООО "Карпатикум" с помощью трансплантации эмбрионов. По ряду многих причин, намного проще заниматься экспортом и импортом эмбрионов, чем стельных нетелей ценных пород.

Оплодотворенные яйцеклетки или же эмбрионы (зиготы) вымывают через семь дней спустя, после осеменения генетически ценной коровы, пока он не успел прикрепиться к стенке матки.

После вымывания эмбриона, его пересаживают в матку коровы-рецепиента, которая служит в качестве "суррогатной матери" и может не иметь ценных породных свойств. В случае, если к стенке матки коровы-реципиента приживается эмбрион, то через 9 месяцев рождается теленок, который значительно превосходит корову-рецепиента по своему генетическому уровню. 

Животные доноры и реципиенты эмбрионов


Животные-доноры

В качестве доноров эмбрионов используются телки или коровы высокоценных пород КРС, от которых хотят получать большое количество телят с такими же свойствами.
Порода - донорами являются коровы или телки любых желаемых ценных пород.
Возраст - донор готов для вымывания эмбрионов начиная с возраста первого осеменения. Телка-донор должна обладать нормальным развитием и нормальным половым циклом. Как правило, впервые вымывание эмбрионов происходит в возрасте 14 месяцев.

Корова вымывается после отела в тот период, когда матка полностью вернулась в нормальную форму и возобновились нормальные половые циклы, не не ранее чем через 2 месяца после отела.
Здоровье и уход - доноры обязательно должны быть здоровыми с известным половым циклом. Животные должны получать полноценные условия кормления и содержания. В течении месяца до вымывания эмбрионов, важно избегать резких и значительных перемен в процессе кормления и содержания.

Племенные качества - в качестве доноров нужно использовать самых ценных и качественных племенных животных, от которых желательно получить много телят. Качество донора определяется по таким критериям как племенная ценность, количество и качество молочной продукции, оценка экстерьера.

Животные-реципиенты

Реципиентом является корова или телка, в матку которой пересаживается эмбрион от коровы-донора.

Порода - в качестве реципиентов можно использовать КРС любых пород, поскольку доноры и реципиенты могут быть разных пород. Тем не менее, важно учитывать легкость отелов! Например, крупного теленка голштинской породы тяжело рожать маленькой телке айрширской породы. Поэтому, идеальным реципиентом является корова или телка серой венгерской породы.

Возраст - можно пересаживать эмбрионы телкам в том возрасте, когда половой цикл уже нормальный, который припадает на первое осеменение. Не рекомендуется пересаживать эмбрионы в период первой охоты. Коровам можно делать трансплантацию эмбрионов тогда, когда матка полностью восстановилась и начались нормальные половые циклы. Практически не ранее чем через 2 месяца.

Здоровье и уход - животные-реципиенты должны быть здоровы. В процессе планирования трансплантации важно предусмотреть, можно ли реципиента содержать в стаде последующие 9 месяцев.

Например, если у телки-реципиента присутствуют недостатки конечностей, то они автоматически не рекомендуются к трансплантации, поскольку конечности могут не выдержать нагрузки до отела, в следствие чего может быть потеря матери и высокоценного теленка-трансплантанта. У реципиентов должен быть полноценный рацион.

Племенные качества - в качестве реципиентов могут использоваться низкоценные коровы или телки, которые не предназначены для производства ремонтного молодняка. С учетом всех условий, идеальными реципиентами, являются коровы и телки венгерской серой породы.

Принципы вымывания и пересадки эмбрионов

Что такое эмбрион?

Новорожденная телка в яичниках имеет несколько сотен тысяч фолликулов, внутри которых находятся яйцеклетки. На протяжении жизни относительно небольшое число фолликулов становятся зрелыми, фолликулами Граафа. Обычно созревает одна яйцеклетка за цикл, иногда созревают две яйцеклетки и в таком случае рождается двойня телят.

Развивается и созревает яйцеклетка внутри фолликула в яичнике, завершающий этап созревания яйцеклетки происходит с разрывом фолликула и называется овуляцией. Поскольку корова зачастую рожает одного теленка в год, изредка два, в яичниках есть природная система, которая не допускает созревание и, соответственно, выбрасывание сразу большого количества яйцеклеток за один цикл.

После выхода из фолликула, яйцеклетка попадает в маточную трубу. В процессе осеменения коровы, сперматозоиды проникают в матку и продвигаются по рогам матки. Происходит оплодотворение, в момент встречи сперматозоида с яйцеклеткой и из оплодотворенной яйцеклетки начинается развитие эмбриона.

Эмбрион – это развивающийся теленок - размер эмбриона через сутки составляет лишь 0,15 мм. Начинается деление клеток и дифференциация их. Сначала происходит деление клетки в роге матки. После оплодотворения, лишь через 5-6 дней эмбрион попадает в матку.

В возрасте одной недели эмбрион сферической формы достигает диаметра 0,15 мм и снаружи его окружает защитная оболочка в верхнем отделе рога матки.

Через неделю после охоты эмбрион достигает диаметра 0,15 мм, и благодаря своей защитной оболочке, его можно увидеть под микроскопом. Затем происходит рост эмбриона и через 35 дней после охоты длина эмбриона достигает уже одного сантиметра.

Если бы эмбрион имел возможность и далее развиваться в матке коровы, он разрушал бы оболочку и смог бы прикрепиться к стенке матки. На 7-й день после осеменения совершают вымывание эмбрионов , в этот период эмбрионы уже находятся в матке но ещё внутри своих оболочек. Оболочка защищает эмбрион и облегчает их поиск. Через 35 дней после охоты длина эмбриона составляет один сантиметр. Как правило, в двухнедельном возрасте, эмбрион прикрепляется к маточной стенке.

Суперовуляция и пересадка эмбриона

Трансплантация эмбрионов КРС имеет одну основную цель - получить от донора наибольшее количество телят, обладающих генетическими возможностями матери.

Для этого начинают гормональную стимуляцию коров, цель которой - получить из яичника вместо одной яйцеклетки максимально большое количество яйцеклеток за одну овуляцию. С помощью гормона ФСГ происходит созревание большого количества яйцеклеток одновременно. Это называется суперовуляцией. ФСГ т.е. фолликулостимулирующий гормон называется также гормоном суперовуляции. Когда созревшие яйцеклетки почти одновременно выбрасываются в яйцепровод матки, где происходит оплодотворение, можно через неделю вымывать из матки коровы большое количество эмбрионов.

Условием удачной трансплантации эмбрионов является соблюдение синхронности проявления половой охоты у доноров и реципиентов. Через неделю после осеменения организм коровы ещё не чувствует стельности. В яичнике, в месте фолликула, происходит образование желтого тела, которое выделяет в кровь гормон прогестерон.

Пересаживать эмбрион реципиенту можно лишь спустя одну неделю от начала половой охоты реципиента. Таким образом, происходит приживание эмбриона у реципиента и желтое тело функционирует.

Для успешной трансплантации эмбрионов важно учитывать и соблюдать синхронность циклов и их стадии как у донора, так и у реципиента. При пересадке свежеполученных эмбрионов, в возрасте одной недели можно пересаживать эмбрион в течение 6-8 дней после начала половой охоты реципиента. При использовании замороженных эмбрионов срок от половой охоты до пересадки должна быть ровно одна неделя.

При нормальном течении процесса беременности, практически всегда эмбрион находится в той стороне, в роге матки, где возникло желтое тело. Желтое тело образуется из фолликулярных клеток, на месте овулировавшего фолликула. Поэтому в процессе пересадки также нужно пересаживать эмбрион в тот рог матки, где в яичнике есть желтое тело, которое функционирует и выделяет в кровь гормоны.

Этапы трансплантации эмбрионов

Наблюдение за признаками половой охоты


Эффективная трансплантация эмбрионов может быть при соблюдении двух факторов: важно правильно выбрать оптимальное время для пересадки, также важна синхронность полового цикла как коровы-донора, так и коровы-реципиента. Поэтому очень важно производить наблюдение за признаками охоты.

Наблюдение за признаками охоты производится ежедневно, не менее 3-х раз. Производится запись даты, времени и номера коров и стадии охоты у коров. Половой цикл у коров от начала охоты до начала следующей длится в среднем 21 сутки, но может варьироваться в пределах 18 - 24 суток. У телок половой цикл составляет в среднем 20 суток. Продолжительность активной половой охоты составляет приблизительно один день. Фаза предтечки имеет продолжительность около 3-х суток и фаза послетечки составляет 2-3 дня. Развитие желтого тела длиться около 14 дней и фаза его развития припадает в период между послетечкой и следующей предтечкой.


Признаки половой охоты


1. Готовность к спариванию - явным признаком активной охоты является период, характеризующийся неподвижностью коровы, когда на нее влезает другая корова.
2. Изменения в поведении животного - повышается активность, молокоотдача значительно снижается, появляется сильное беспокойство, которое выражается в мычании и поиске контакта с другими животными, проявляется залезание на других коров.
3. Выделение слизи - набухание половых органов и гиперемия слизистой оболочки наружных половых органов. В начале цикла слизь имеет густую и липкую консистенцию, иногда слизь сине-серого цвета. В течение двух дней слизь становится более прозрачной и увеличивается ее количество. В день овуляции слизь становится прозрачной и жидкой. Слизь тягучая, и ее можно между двумя пальцами растянуть как паутину. По прошествии овуляции консистенция слизи изменяется и она снова становится липкой, густой и ее количество уменьшается.

Вымывание эмбрионов и подготовка к процессу вымывания


Первым этапом в планировании программы вымывания эмбрионов - качественный и тщательный отбор животных доноров и реципиентов. Длительность программы по трансплантации эмбрионов от начала до конца составляет примерно один месяц.

Изначально должны быть известными половые циклы доноров и реципиентов. Начало эмбрионной программы припадает на прошествие 9-12 суток после начала половой охоты у коровы-донора. По характеру возникновения, охота может быть вызвана спонтанно, естественным путём, либо может быть вызвана стимуляцией как простагландином, так и спиралью. Простагландин используют для синхронизации проявления половой охоты. О дате начала охоты оповещают ветеринарного врача.

Ветеринарный врач предварительно проводит осмотр животных до начала программы трансплантации. После начала охоты у донора, реципиентам в случае необходимости ставят спирали.

Суперовуляция и синхронизация половых циклов

Заблаговременно, ветеринарным врачом планируется проведение программы по пересадке эмбрионов и предоставляются индивидуальные инструкции относительно каждой коровы.

За один день до начала гормональной обработкой ветеринарный врач обследует животных. Если в яичниках коровы функционирует желтое тело, в таком случае можно начинать процесс трансплантации эмбрионов.
Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) вводят на течении 4-х дней, два раза в сутки, соответственно утром и вечером, понижающимися дозами по убывающей, с интервалом в 12 часов.

Реципиентов без спиралей обрабатывают простагландином на второй день после начала стимулирования суперовуляций у доноров. Донорам, на третий день вечером, вводят инъекцию простагландина. Это делается потому, что половая охота проявляется быстрее у доноров с суперовуляцией, чем у реципиентов. Спирали реципиентов извлекают в тот же день, когда доноров обрабатывают простагландинами.

Осеменение

На 6-й день, после начала стимуляции суперовуляции, реципиенты и доноры начинают входить в состояние охоты. Коровы-доноры, два раза, с интервалом 9 - 15 часов, искусственно осеменяются. Это делается по той причине, что не все яйцеклетки созревают одновременно. При необходимости (при длительной охоте) осеменение повторяют ещё 3-й раз.

Наблюдение за признаками охоты осуществляют в течение нескольких дней. Проявление охоты у доноров и реципиентов происходит одновременно. Все признаки охоты тщательно записываются. Рефлекс неподвижности - самый важный признак готовности у коров-реципиентов, данный признак проявляется неподвижным состоянием коровы. Оптимальная синхронность половой охоты достигается в том случае, если разница по времени не больше 24-х часов.

После осуществления осеменения доноров и наступления половой охоты у реципиентов следует перерыв на одну неделю. В этот период эмбрионы развиваются в матке донора.

Вымывание эмбрионов

Эмбрионы извлекают через неделю после искусственного осеменения донора. Корову-донора фиксируют в станке. Для снятия моторики кишечника и расслабления матки используют эпидуральную анестезию, телкам иногда дают также успокоительное лекарство.

Омывают водой наружные половые органы животного. Аккуратно, вводится во влагалище катетер, после чего передвигается через шейку матки в тело, и продвигается в правый или левый рог до тех пор, пока конец катетера не упрется в изгиб рога. Выход из рога матки закрывают надувая воздухом баллончик.

После этого, промывная жидкость вводится в рог и вымывание повторяют несколько раз. Одновременно производится массаж рога матки, с целью отделения всех эмбрионов от стенок матки.

Жидкость с эмбрионами сливают в эмбриональный фильтр. После того как один рог матки промыт, катетер переводится в другой рог матки и весь процесс повторяется.

Все извлеченные эмбрионы ищутся ветеринарным врачом под микроскопом. Поиск и обработка эмбрионов занимает много времени. Далее производится классификация и разделение эмбрионов по категориям I, II, III и IV.

Для процесса транcплантации, можно использовать свежеполученные эмбрионы категорий I, II и III, однако, только эмбрионы I категории подходят для замораживания. Эмбрионы IV категории в любом случае использовать нельзя.

Когда ветеринарный врач производит оценку эмбрионов, осеменатор производит ректальное исследование реципиентов. У них желтые тела должны быть хорошо выражены. Когда становится известным количество пригодных эмбрионов и реципиентов, решается вопрос сколько эмбрионов будут замораживать.

Эмбрионы замораживают в крио защитной среде в сосудах, заполненных жидким азотом. Замороженные эмбрионы могут храниться много лет.

Процесс трансплантации эмбрионов заканчивается на том, что ветеринарный врач через 3-7 дней делает донору инъекцию простагландином, вызывающим снова половую охоту. Осеменение доноров может быть произведено в эту же охоту, при наличии явных признаков охоты и прозрачной слизи.

Пересадка эмбрионов

Метод пересадки эмбрионов реципиентам похож на метод искусственного осеменения. Но различие заключается в том, что при осеменении сперму вводят в шейку матки, а при трансплантации катетер вводят глубоко в рог матки.

Трансплантация производится спустя одну неделю после начала половой охоты и тогда шейка матки уже закрыта. Следует заметить что для данного периода характерна высокая восприимчивость матки к инфекции, поэтому при пересадке строго соблюдаются правила асептики.

Трансплантация эмбрионов производится ветеринарным врачом или специалистом по трансплантации. При пересадке часто прибегают к помощи эпидуральной анестезии, телкам иногда дополнительно дают успокоительные препараты.

Для пересадки можно использовать замороженные или свежеполученные эмбрионы.

Трансплантация свежеполученных эмбрионов производится в день их вымывания из рогов матки коровы-донора и после оценки их качества. Свежеполученные эмбрионы нельзя хранить долго без криоконсервации. Также они не подлежат длительной транспортировке. При пересадке свежеполученных эмбрионов реципиентам для синхронизации половых циклов используют простагландин или спираль.

Замороженные эмбрионы трансплантируются как в спонтанную охоту, так и в стимулированную. В Венгрии процент стельности реципиентов при использовании замороженных эмбрионов составляет примерно 50 %.

 
см. также

Центр репродуктивных технологий

Преимущества применения трансплантации эмбрионов

 

вернуться назад