A legmodernebb mesterséges termékenyítés: hatalmas előnyök, lappangó csapdák

A mesterséges termékenyítéssel kapcsolatos kezdeti próbálkozások feltehetően a 14. századtól datálódnak, amikor a legenda szerint egy arab törzsfőnök az ellenséges törzs egyik ménjétől lopott ondót, amelyet gyapotcsomagban (más források szerint szivacson) hazacsempészve kancájának hüvelyébe tett, így érve el fogamzást a sárló állatnál. Mi is pontosan a mesterséges termékenyítés?

Az asszisztált reprodukciós technikák (ART) körébe tartozó mesterséges termékenyítés (más néven in­sze­mináció) külföldi hódító útja után hazánkban is egyre nagyobb népszerűségnek örvend, főként a sportló­tulaj­donosok körében – írja a Pegazus nyomán a magyarmezogazdasag.hu.

Manapság a szarvasmarháknál a legelterjedtebb a módszer alkalmazása, itt az állomány 90-95%-át vemhesítik mesterséges termékenyítéssel, míg ez a szám a lovak esetében a 10%-ot sem éri el.

Az inszemináció lényege, hogy az ondósejteket a megfelelő mennyiségben, időben és helyre juttatják be a kancába. A termékenyítést optimális esetben egy szaporodásbiológiában és neurobiológiában jártas állatorvos vagy inszeminátor végzi. A közvetítés (termékenyítés) tehát a szakember feladata, míg a megtermékenyítés – azaz a hímivarsejt egyesülése a petesejttel – a spermium „küldetése”.

A mesterséges termékenyítés alkalmazása: előnyök és hátrányok

A humán és állati vonalon alkalmazott asszisztált reprodukciós módszerek technikailag igen hasonlóak, azonban indikáció szempontjából lényegesen különböznek.

Lovaknál a fő cél a genetikailag nagy értékű egyedektől való utódnyerés lényegesen magasabb számban, mint amire természetes körülmények között, méneskarrierjük alatt lehetőség nyílna.

A művi úton történő termékenyítés az őshonos fajták fenntartásában is kulcsszerepet tölthet be, így őrizve meg őket az utókor számára. A technika növelheti a genetikai előrehaladás mértékét, a természetes fedeztetéssel szemben megakadályozza a fertőző betegségek (például trichomoniazis, vibriózis, brucellózis) átvitelét.

Az inszeminációt kezdetben csak friss spermával végezték, így jelentősen kiterjesztette a lehetőségek határait a hűtött és fagyasztott spermák megjelenése.

Hűtés során a sperma hőmérsékletét 5°C-ra csökkentik, így körülbelül négy napig életképes. A mélyhűtött örökítő­anya­got ezzel szemben -195°C-on szállítják és tárolják, ezzel a módszerrel pedig gyakorlatilag korlátlanul felhasználható lesz. Utóbbi módszer lehetővé tette a tenyész­állatok térbeli és időbeli szétválasztását is, ennek köszönhetően akár egy tíz éve elpusztult, kivételes genetikai értékű apaállat mélyhűtött spermájából is születhet csikó. A fagyasztva (folyékony nitrogénben történő) tárolás kiemelkedő jelentőségű a nagy tenyészértékű vonalak fenntartásában és a génbankok létesítésénél.

Génbank, génmegőrzés, fogamzás

Utóbbinak célja a génmegőrzés, amely magába foglalja az állomány eredetiségének megőrzését, szükség esetén annak helyreállítását is.

A spermát (fagyasztott spermát felolvasztás után) termékenyítéskor a méhüregbe, méhszájhoz juttatják, és így érnek el fogamzást. Az új genetikai anyag könnyen elterjeszthető, ebből fakadóan a nemzetközi kereskedelem is egyszerűsíthető: a méneseknek nem szükségszerű hímivarú állatokat tartaniuk a gazdaságban. Mindkét ivar esetében elmondható, hogy megelőzhetők a természetes fedezés folyamán fellépő esetleges balesetek. A mélyhűtéssel kivédhető a genetikai információ módosulása, de jelentőséggel bír a betegségtanulmányozás és a genetikai kutatások területén is.

Szintén nagy lehetőség rejlik a szexált (ivardeterminált) sperma használatában, hiszen így befolyásolható a születendő csikó neme.

Negatív vonzatok

Az előnyök mellett az eljárásnak több negatív vonzata is lehet. Ezek között tartjuk számon azt a helyzetet, amikor egy-egy mént túlzottan favorizálni kezdenek a tenyésztők, ezáltal a fajta genetikai sokszínűsége csökken, a beltenyésztettségi ráta nő, ami génerózióhoz vezet.

További kockázati tényező, ha a kiválasztott apaállat valamilyen lappangó (recesszíven öröklődő) genetikai terheltséget hordoz, mely akár a csikó megszületéséig rejtve marad, rosszabb esetben az élettel összeegyeztethetetlen rendellenességet okoz. Amennyiben a hímivarsejteket nem megfelelő kriopro­tektánsokkal (hűtés során alkalmazott védőanyagok) tároljuk, felléphet ún. fagyási sérülés, amely csökkentheti a termékenyítési rátát vagy tönkreteheti az örökítőanyagot. Számolnunk kell továbbá azzal is, hogy a speciális felszerelések és anyagok, illetve az élőmunka (pl.: inszeminálás, ovulációdetektálás) komoly többletköltséget rónak ránk a hagyományos fedeztetéssel szemben.

Intracelluláris spermiuminjektálás

Az asszisztált reprodukciós technikák sorában fontos megemlíteni az ICSI-t is, vagyis az intracelluláris spermiuminjektálást.

Ez nem csak az állat-biotechnológiában alkalmazott módszer, a humángyógyászatban az ún. lombikprogram része. Az intracelluláris spermiuminjektálás olyan mikromanipulációs módszer, aminek során egy „szívótűhöz” vonzzák vákuum segítségével a petesejtet, majd egy másik (általában 5 mikronos átmérőjű) vékony tű segítségével közvetlenül az érett petesejtbe közvetítik a spermát.

Az ICSI-re szánt örökítőanyagot közvetlenül a heréből/mellékheréből aspirálják, tehát megoldást jelent azokban az esetekben, ha a meddőséget az ondóvezeték korábbi fertőzése vagy fejlődési rendellenessége okozza.

Jövő a jelenben, vagy mégsem? Az embriótanszfer

A modern ló- és lovassport kialakulásával megnőtt az igény az állatnemesítés hatékonyságának növelésére, ennek eszköze pedig a korszerű eljárások beillesztése a hagyományos tenyésztési rendszerekbe.

A korszerű eljárások térhódításának egyik zászlóvivője az ET, vagyis az embriótranszfer technikája. Ennek a metódusnak a legfőbb előnye, hogy növeli a genetikai szempontból kiemelkedő értékű kancák ivadékainak a számát, fokozza a szelekció intenzitását, és csakúgy, mint a mesterséges termékenyítés, csökkenti a generációs intervallumot.

Egy ménnel évente több ezer adag termékenyítőadagot előállíthatunk, a nőivarú egyedek azonban unipara (egyet ellő) mivoltuk miatt erre alkalmatlanok, pedig petefészkeikben számos potenciálisan termékenyíthető petesejttel rendelkeznek.

A szaporodásbiológusok ennek kiküszöbölésére dolgozták ki az embriótranszfert. A folyamat során a kiválasztott donor és recipiens kanca ivarzását összehangolják irányított ivarzásin­dukció­val (hormonális kezelés). A nagy értékű sárló kancát mesterségesen termékenyítik/fedeztetik, majd a sikeres fogamzást követően – általában a termékenyítést követő 7-8. napon – embriómosást végeznek.

Embriószűrőn fogják fel az embriót

Lovaknál vértelen az embriómosás, azaz a méhszarvak kimosására egy mosókatétert vezetnek fel, majd levegővel fújnak fel egy léghólyagocskát, ezzel zárva le a méhnyakat. A mosófolyadék bejuttatása után a levegőt kiengedik, így a folyadék kiürül az embrióval együtt, amit embriószűrőn fognak fel.

Zárásként a donorral szinkronizált ciklusban lévő recipiens kancába ültetik az embriót ültetőkatéter segítségével. A beültetést követően az embrió növekedni kezd, növekedési szignált termel, ami fenntartja a vemhességet.

A recipiens feladata a „béranyaság” lesz, vagyis megelleni és felnevelni a jövőbeli reménységet.

A fentebb leírt protokollt módosíthatja, ha in vitro fertilizáció (IVF) történik. Ebben az esetben az érett follikulusokat ultrahang segítségével detektálják. Ezután OPU-val (ovum pick up – egyfajta vákuumpumpás leszívótű) kinyerik. A megfelelő petesejteket in vitro (laboratóriumi körülmények között) érlelik (IVM) és termékenyítik. A tenyésztett embriókat (IVC) felhasználják vagy mélyhűtik.

Csökken a generációs intervallum

A technológia előnye, hogy csökkenti a generációs intervallumot (szülők átlagos életkora az utódok megszületésekor – két generáció között eltelt idő). Ez a lovaknál rendkívüli jelentőséggel bír, hiszen leghamarabb négyévesen lesznek biológiai szempontból kellően érettek egy csikó megelléséhez, vemhességük 11 hónapig tart, és unipara jellegükből fakadóan legalább hét év telik el, mire kiderül az anyaállat valódi tenyészértéke.

Az embriótranszfer mellett szól az is, hogy egy évben több csikó is születhet egy anyától vagy azonos szülőpártól, így az egy évben született utódok is elegendőek lehetnek a tenyészérték elbírálására. A sikeresnek bizonyuló párosítások sokszor és nagy számban ismételhetők. Idős, vehem kihordására képtelen, és méhnyálkahártya-degenerációban szenvedő egyedektől is nyerhetünk csikót.

Az ET alkalmazásának hátránya a program magas költsége (gyógyszerköltségek, hormonköltségek, állatorvosi költségek stb.) vagy a fajtanyilvántartási korlátozások, amiben megszabják, mennyi lehet az évente vagy élethosszanként regisztrált csikószám.

Az ivarzásszinkronizálás nehézségei miatt általában nem elég egy recipiens kanca. Viszont több állat tartása jelentős többletköltséget helyez a tenyésztő vállára. A nőivarú állatokat nem lehet szuper­ovuláltatni, ezért egy ciklusban csak egy embrió mosható. A technológiát még nem alkalmazzák itthon széles körben, és az ezzel kapcsolatos kutatások száma is erősen limitált.