Fortschritte in der In-vitro-Rinderembryoproduktion
Die In-vitro-Produktion (IVP) von Rinderembryonen hat sich zu einem Eckpfeiler der modernen Rinderzucht entwickelt. Die Zahl der weltweit erfassten IVP-Rinderembryonen steigt seit 2012 kontinuierlich an, im Durchschnitt um 14,8 % pro Jahr. Bei dieser Tierart ist die Zahl der IVP-Embryonen inzwischen mehr als fünfmal so hoch wie die der in vivo entwickelten Embryonen (IVD-Embryonen) [1]. Allerdings weisen in vitro produzierte Embryonen oft eine geringere Lebensfähigkeit als ihre in vivo entwickelten Pendants auf. Diese Diskrepanz wird größtenteils auf suboptimale Kulturbedingungen zurückgeführt, die die natürliche embryonale Umgebung nicht ausreichend nachbilden [2].
Follikelflüssigkeit (FF) bildet das natürliche Umfeld für die Eizellreifung im Körper. Es liegt die Vermutung nahe, dass einige biochemische Eigenschaften dieser Flüssigkeit eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Qualität der Eizelle und ihres Potenzials zur Befruchtung und Embryonalentwicklung spielen. Die Ergänzung von In-vitro-Reifungsmedien (IVM) mit FF könnte daher die Entwicklungsfähigkeit von Rindereizellen verbessern.
Jüngste Studien haben gezeigt, dass eine Supplementierung mit FF bei Rindern die Kumulus-Expansion, die Anzahl der embryonalen Zellen und die Entwicklungskinetik verbessern kann. Dies lässt auf eine verbesserte zytoplasmatische Reifung und Blastozystenqualität schließen [3, 4].
Präimplantationsembryonen von Säugetieren zeigen eine bemerkenswerte metabolische Anpassungsfähigkeit. Diese ermöglicht es ihnen, in verschiedenen Kulturmedien das Blastozystenstadium zu erreichen. Diese Anpassungsfähigkeit kann jedoch zugrunde liegende Stressreaktionen verschleiern. Das kann die Qualität der Embryonen, ihre Kryotoleranz und den Implantationserfolg beeinträchtigen [2].
Bei der Entwicklung der Kulturmedien wurden bedeutende Meilensteine erreicht: von einfachen Rezepturen zu komplexeren, definierten Medien. Trotz dieser Fortschritte ist es nach wie vor schwierig, die In-vivo-Umgebung zu imitieren, um eine optimale Embryonalentwicklung zu unterstützen.
Die meisten handelsüblichen IVP-Medien werden in flüssiger Form geliefert und erfordern eine Kühlkette. Dies begrenzt die Haltbarkeit und erhöht die Transportkosten. Die Lyophilisierung stellt eine praktikable Alternative dar, da sie eine längere Haltbarkeit und Stabilität bietet, ohne die Wirksamkeit der Medien zu beeinträchtigen. Die Gefriertrocknung, auch Lyophilisierung genannt, ist eine Technologie, die häufig für die Konservierung von Lebensmitteln, Impfstoffen und Biomaterialien eingesetzt wird [5].
Mit der Einführung des ersten gefriergetrockneten Mediensets setzt Minitube zusammen mit EmbryoCloud einen neuen Standard bei der in-vitro-Produktion von Rinderembryos. Die NatureARTs IVP-Medien, die Rinderfollikelflüssigkeit enthalten, zielen darauf ab, die physiologischen Bedingungen besser zu imitieren. Dadurch kann die Qualität der Embryonen verbessert werden.
Durch die Angleichung der Kulturmedien an die physiologischen Bedingungen der natürlichen Embryonalentwicklung können Zuchtbetriebe höhere Erfolgsquoten beim Embryotransfer erzielen und genetische Gewinne maximieren. Zudem wird ein nachhaltigerer Ansatz in der Rinderzucht ermöglicht.
Referenzen:
Follikelflüssigkeit (FF) bildet das natürliche Umfeld für die Eizellreifung im Körper. Es liegt die Vermutung nahe, dass einige biochemische Eigenschaften dieser Flüssigkeit eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Qualität der Eizelle und ihres Potenzials zur Befruchtung und Embryonalentwicklung spielen. Die Ergänzung von In-vitro-Reifungsmedien (IVM) mit FF könnte daher die Entwicklungsfähigkeit von Rindereizellen verbessern.
Jüngste Studien haben gezeigt, dass eine Supplementierung mit FF bei Rindern die Kumulus-Expansion, die Anzahl der embryonalen Zellen und die Entwicklungskinetik verbessern kann. Dies lässt auf eine verbesserte zytoplasmatische Reifung und Blastozystenqualität schließen [3, 4].
Präimplantationsembryonen von Säugetieren zeigen eine bemerkenswerte metabolische Anpassungsfähigkeit. Diese ermöglicht es ihnen, in verschiedenen Kulturmedien das Blastozystenstadium zu erreichen. Diese Anpassungsfähigkeit kann jedoch zugrunde liegende Stressreaktionen verschleiern. Das kann die Qualität der Embryonen, ihre Kryotoleranz und den Implantationserfolg beeinträchtigen [2].
Bei der Entwicklung der Kulturmedien wurden bedeutende Meilensteine erreicht: von einfachen Rezepturen zu komplexeren, definierten Medien. Trotz dieser Fortschritte ist es nach wie vor schwierig, die In-vivo-Umgebung zu imitieren, um eine optimale Embryonalentwicklung zu unterstützen.
Die meisten handelsüblichen IVP-Medien werden in flüssiger Form geliefert und erfordern eine Kühlkette. Dies begrenzt die Haltbarkeit und erhöht die Transportkosten. Die Lyophilisierung stellt eine praktikable Alternative dar, da sie eine längere Haltbarkeit und Stabilität bietet, ohne die Wirksamkeit der Medien zu beeinträchtigen. Die Gefriertrocknung, auch Lyophilisierung genannt, ist eine Technologie, die häufig für die Konservierung von Lebensmitteln, Impfstoffen und Biomaterialien eingesetzt wird [5].
Mit der Einführung des ersten gefriergetrockneten Mediensets setzt Minitube zusammen mit EmbryoCloud einen neuen Standard bei der in-vitro-Produktion von Rinderembryos. Die NatureARTs IVP-Medien, die Rinderfollikelflüssigkeit enthalten, zielen darauf ab, die physiologischen Bedingungen besser zu imitieren. Dadurch kann die Qualität der Embryonen verbessert werden.
Durch die Angleichung der Kulturmedien an die physiologischen Bedingungen der natürlichen Embryonalentwicklung können Zuchtbetriebe höhere Erfolgsquoten beim Embryotransfer erzielen und genetische Gewinne maximieren. Zudem wird ein nachhaltigerer Ansatz in der Rinderzucht ermöglicht.
Tamas Vass, Minitube
Referenzen:
- IETS 2023 Statistics of embryo production and transfer in domestic farm animals. Embryo Technology Newsletter v. 43, n. 4, 2024
- R.L. Krisher, J.R. Herrick. Bovine embryo production in vitro: evolution of culture media and commercial perspectives. Anim Reprod. 2024;21(3)
- N. Azari‐Dolatabad , A. Raes , K. Chaitanya Pavani, A. Asaadi, D. Angel Velez, J. LMR Leroy, A. Van Soom, O. Bogado Pascottini. Follicular fluid supplementation during bovine oocyte maturation in vitro improves blastocyst development and quality in an individual culture system. Anim Reprod. 2020;17(3)
- J. Sena Lopes, A. Canha-Gouveia, E. París-Oller, P. Coy. Supplementation of bovine follicular fluid during in vitro maturation increases oocyte cumulus expansion, blastocyst developmental kinetics, and blastocyst cell number. Theriogenology Volume 126, 2019, 222-229
- J. Romero-Aguirregomezcorta, R. Belda, S. Heras, R. Romar and P. Coy. Safety and effectiveness of a lyophilised, ready-to-use, bovine in vitro maturation medium. Reproduction, Fertility and Development 35(2), 2022, 176-176
