avances y desafiìos en el cultivo de embriones de rumiantes final
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El arte de estudiar el desarrollo embrionario temprano: Avances y desafíos en el cultivo de embriones de rumiantes
Introducción
Retos y desafíos
Entender completamente lo que pasa en los primeros 3 a 4 días de desarrollo puesto
que es difícil de acceder porque este desarrollo se da
en el oviducto
Tratar de cultivar post- Blastocito , cultivando estepas desarrollo
embrión , reconocimiento materno gestación difícil de recrear in vito
El cultivo in vitro brindó una serie de posibilidades para explorar como se da el desarrollo morfológico de los embriones y estudios de transcriptómica y
proteómica que controlan el desarrollo.
EFECTO DE LA THERIOGENOLOGY EN EL CAMPO DE
CULTIVO DE EMBRIONES
Contribuyó al desarrollo de tecnologías en diversas áreas de reproducción influyendo en el cultivo de embriones.
Desde el año 1974 se publican artículos que brindan la oportunidad de entender y conocer procesos en la producción in vitro de embriones.
Autonomía y dependencia del embrión y el tracto reproductivo
Embrión de 6 a 8 días relativamente autónomo
No necesita del contacto materno Se puede desarrollar con éxito in vitro. Basado en esto en los embriones in vitro y
los recuperados de donantes superovuladas se infiere que el tracto reproductivo no necesita la exposición del embrión antes del día 7 (e incluso hasta el día 16) para una preñez establecida
Blastocito eclosionado El embrión depende de sustancias del
lumen del útero , histotrofo que provienen del endometrio (glándulas uterinas) Crecimiento – Desarrollo.
No se producen in vitro. La preparación de el útero para la
implantación genera alteraciones especificas de expresión génica en el endometrio.
Interacción entre el desarrollo del embrión y su recorrido por el
oviducto
Se requieren mas estudios para entender como son las condiciones del desarrollo in vivo (oviducto y útero). Modificaciones
morfológicas del embrión
Activación del genoma
El oviducto tiene efectos positivos en
la calidad del embrión
El embrión es autónomo
El tracto reproductivo debe tener exposición al
embrión al día 7 (puede llegar hasta
día 16)
1. Fecundación• Se da en el ámpula•El oocito fecundado viaja por el cuerno 4 a 5 días hasta el útero
2. Implantación (Útero)•Hay perdida de la zona Pelúcida•El oocito tiene nutrición histótrofa•Se da la implantación del blastocisto al día 6 -7 en el endometrio
3. Elongación•Se da posterior a la implantación, al día 13
4. Reconocimiento materno•Se da al día 16 por la secreción de Interferón Tau por parte del embrión•Ya no hay nutrición histótrofa
Proceso de implantación, elongación y reconocimiento
materno
Proceso de implantación, elongación y reconocimiento
materno
IMPLANTACIÓN
RECONOCIMIENTO MATERNO
ELONGACIÓN
Hay interacción del embrión y el endometrio
Interacción entre el desarrollo del embrión y su recorrido por el
oviducto
Cultivo en el Oviducto( ovejas, ganado , conejos,
ratones)
Mejor calidad de embrión
Mejor calidad morfológica
Mejor expresión génica
Criotolerancia Mejor tasa de
preñez
El transcriptoma del epitelio del oviducto bovino inicia 3 días después del estro.
En regiones del istmo se tomaron embriones de 8 células y en el oviducto oocitos no fecundados: se observan grandes diferencias en la expresión génica entre istmo y ámpula
Los embriones de 8 células no tuvieron efecto sobre el transcriptoma del istmo .
Producción in vitro de embriones Proceso de tres etapas : Maduración in vitro, fertilización y
cultivo
Maduración : 90% de oocitos
inmaduros son sometidos a maduración
Solo el 80% son fertilizados
Solo el 30 a 40% llegan a etapa de blastocito
Cultivo proceso critico Oocitos de buena
calidad
Componente crucial
Los rendimientos de blastocisto in vitro de oocito de animales sacrificados rara vez supera el 40%
Producción in vitro de embriones
Como se menciono anteriormente el cultivo después de la fertilización es el mas critico en la determinación de
calidad de blastocisto.
Cultivo de oviducto de oveja
Aumenta la calidad de blastocisto (resistencia de criotolerancia, tranferencia y total de embriones vivos) que los madurados in vitro.
El cultivo de cigotos de mala
calidad in vitro--- blastocisto de mala calidad.
Cigotos de mala calidad
madurados in vivo--- alta calidad.
Reportes evidencian que hay cambios en expresión génica de los producidos in vitro
Producción in vitro de embriones
Cultivo in vitro SOF (2 a 4 días)
Cultivo en oviducto de oveja a la etapa de blastocisto
Los blastocistos pasan 2 días in vivo y 4 in vitro (tasas de supervivencia baja y de
criopreservación)
Los que pasaron los últimos 2 días solo en SOF
(tasas intermedias de supervivencia)
Los que pasaron los últimos 4 días de cultivo in vivo (tasas
altas de supervivencia) expresión de pocos genes
La activación del genoma (EDA) es crucial para una buena calidad embrionaria. Estudios revelan que hay diferencias de activación del genoma tanto in vitro como in vivoSe requiere buscar estrategias para modificar las condiciones in vitro
Metabolismo embrionario
Energía ATP
Cambios en la morfología
Los embriones de preimplantación derivan
su ATP
A través de la fosforilación oxidativa
Piruvato Lactato Aminoácidos
En mórula : para generar ATP utiliza glucosa en pequeñas cantidades y fosforilación oxidativa.
Metabolismo embrionario
Composición del fluido de oviducto
Contiene:
Sustratos de energía Iones y aminoácidos Glicina, alanina y glutamato La glicina la mas abundante Los embriones a medida de su desarrollo agotan los
aminoácidos. Se requiere rotación de aminoácidos en etapas del desarrollo.
Los sistemas de cultivo de embriones
Gandolfi and Moor: el cultivo de embriones mamíferos a partir de una sola célula hasta estado de blastocisto expandido es un proceso incierto. Los embriones fecundados in vitro normalmente no
llegan a blastocisto: puede ser debido a la mala calidad del oocito en lugar de deficiencias en el medio de cultivo de embriones.
Tervit and colleagues: fueron los primeros en reportar un cultivo exitoso de cigotos rumiantes en la etapa de blastocisto in vitro utilizando medio SOF basado en el fluido del oviducto ovino.
La suplementación del SOF con suero, mejoró el desarrollo de embriones de ovejas en la etapa de blastocisto. En los 90 el co-cultivo de embriones en oviducto de ovejas era el método mas favorecido para el desarrollo de embriones in vitro
Cultivo in vivo: acceder al oviducto
Hecho relevante para el desarrollo del cultivo in vitro
Facilitó el estudio
Eyestone et al : fueron los primeros en desarrollar esta técnica
Esta técnica como se mencionó anteriormente ha sido demostrada y práctica por varios autores dando como resultado un gran numero de embriones, aunque el rendimiento de blastocisto en cultivo in vivo no es superior a la in vitro.
No es utilizada para diseños experimentales.
Medidas de resultado
Los resultados típicos en los estudios de embriones bovinos (tasas de fertilización, tasas de división y desarrollo embrionario) la calidad de los blastocistos se evalúa utilizando criterios morfológicos no invasivos.
Observando los cambios a través del tiempo para estudiar características del desarrollo.
El grupo de estudio de Louvain Le-Neuve en Bélgica, utilizó un lapso de tiempo para estudiar el desarrollo del blastocisto normal en varias especies.
Frozen, estudió el desarrollo en embriones bovinos y describe fase de latencia en etapas de ocho células.
Holm et al, utilizó un lapso de tiempo y determinó que los que tuvieron clivaje tienen mas posibilidad de llegar a blastocisto.
Otros grupos se enfocan en imágenes mas sofisticadas y algoritmos matemáticos para predecir el desarrollo de estos .
Medidas de resultadoMedidas invasivas
TincionesConteo de células
Resistencias a
criopreservación
Exámenes de expresión génica
La expresión de los genes permitió identificar genes presentes en el desarrollo embrionario.
Observaciones finales
El cultivo de embriones es uno de los retos que hay que mejorar para incrementar las tasas de producción in vitro de embriones.
Falta conocer mas a fondo lo que sucede en la primeras etapas del desarrollo embrionario ( la interacción entre el embrión y la madre ).
El numero de embriones bovinos en el mundo es cada vez mayor, y existe la necesidad de optimizar las condiciones de cultivo de embriones in vitro para maximizar la calidad del embrión.