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, melyet gyapotcsomagban (más források szerint szivacson) hazacsempészve kancájának hüvelyébe tett, így fogamzást elérve a sárló állatnál. Mi is pontosan a mesterséges termékenyítés? Miért termékenyítés és nem megtermékenyítés? Milyen előnyei és hátrányai lehetnek? Ennek járunk utána.
Egy kis történelem
A lovassport forradalmát jelentő mesterséges termékenyítés körülbelül húsz éve tört utat magának, noha ennél jóval korábbra nyúlnak vissza a technikai alapokat biztosító és a biotechnológiát forradalmasító felfedezések. Ilyen volt például 1677-ben az ondósejt felfedezése, mely Anton van Leeuwenhoek nevéhez kötődik.
Az eredményes hazai kísérletek 1890 körül kezdődtek, dr. Kaldrovics, majd dr. Threisz János vezetésével. 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 juttassuk 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.
A művi úton történő termékenyítés az őshonos fajták fenntartásában is kulcsszerepet tölthet be, így megőrizve 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.
A spermát (fagyasztott spermát felolvasztás után) termékenyítéskor a méhüregbe, méhszájhoz juttatják és így érnek el fogamzást.
| Az epigenetika a gének azon öröklődési és kifejeződési formájának vizsgálata, amely nem jár a DNS-szekvencia megváltozásával. Ennek segítségével vizsgálható, hogy a környezeti tényezők hatása milyen változásokat okozhat az utódok génkifejeződését illetően |
Az új genetikai anyag könnyen elterjeszthető, ebből fakadóan a nemzetközi kereskedelem is egyszerűsíthető: a méneseknek nem szükségszerű hímivarú állatokat tartani a gazdaságban. A kancák szempontjából preventálhatjuk a (csikós) szállítást és a transzporttal járó stresszt, valamint termékenyíthetjük azokat az egyedeket is, amelyek nem fogadják el a kiszemelt apaállatot. A méneknél nem elengedhetetlen, hogy módosítsuk a versenynaptárt, és az apák akkor is hasznosíthatók, ha az adott szezonban/időpontban egy betegség nyomán nem képesek fedezni. 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.
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.
Ez nem csak az állat-biotechnológiában alkalmazott módszer, a humángyógyászatban ez 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. A fertilizált oocytát egyes esetekben azonnal visszaültetik a biológiai anyába vagy fogadókancába, máskor laborba viszik, majd inkubátorban tárolják, míg ki nem alakul az embrió; ez általában 6-8 napot vesz igénybe. Az embriót ezt követően visszaültetik a donorállatba („biológiai anya”), recipiens anyakancába („béranya”), esetleg mélyhűtik és egy későbbi időpontban kerül beültetésre.
ICSI indokolt lehet abban az esetben is, ha a petevezeték hiányzik vagy valamilyen betegség támadja meg, ha enyhe andrológiai probléma okoz terméketlenséget, emellett akkor, ha az egyébként teljesen egészséges donorállat túl fiatal lenne a vehem kihordásához.
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.
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. Lovaknál vértelen az embriómosás, azaz a méhszarvak kimosására egy mosókatétert vezetnek fel, majd levegővel fújnak fel egy léghólyagocskát, ezzel lezárva 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 fentebb leírt protokollt módosíthatja, ha in vitro fertilizáció (IVF) történik. Ebben az esetben az érett follikulusokat ultrahang segítségével detektálják, majd 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.
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 (egyet ellő) jellegükből fakadóan legalább hét év telik el, mire kiderül az anyaállat valódi tenyészértéke. Ezt az időt növelheti, hogy a megfogant csikó nem biztos, hogy megszületik / megéri a versenykort, illetve egy anyakanca „teljesítményét” általában több csikó után szokták megítélni. A kiemelkedő képességű anyáktól született csikók révén a családról többletinformációt kaphatunk.
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 embriót moshatunk. A technológiát még nem alkalmazzák itthon széles körben, és az ezzel kapcsolatos kutatások száma is erősen limitált.
Számos publikáció jelent meg a születési rendellenességek megnövekedett kockázatáról, melyek összefüggésben voltak az ART alkalmazásával. Ilyenek a káros idegrendszeri hatások, a sérült glükózanyagcsere, a magasabb eséllyel előforduló inzulinrezisztencia, mely testsúlytól függetlenül jelen volt a vizsgált populációknál, illetve a szív- és érrendszeri problémák megnövekedett arányú felbukkanása. Annak ellenére, hogy számos bizonyíték utal az ART utáni rövid és hosszú távú szövődmények fokozott kockázatára, nincs konszenzus ezek okait illetően. Nem tisztázott egyelőre az sem, hogy ezeket a rendellenességeket a szülői háttér enyhe genetikai instabilitása okozza-e, így ezeknek a felderítése még a jövő kutatóinak feladata lesz. A termékenységet befolyásoló kezelésekhez kapcsolódó eljárások további epigenetikai kockázatot jelenthetnek az embrióra nézve, például az ivarsejtek és/vagy embriók olyan környezetnek való kitettsége, amely megváltoztatja természetes állapotukat.
Kis Judit
