Vzgibajoči se psički v laboratoriju Aleksandra Travisa ne izgledajo kot medicinska čudeža. Toda ti kosmati čudeži so prvi psi, rojeni z in vitro oploditvijo, kar je trajalo več kot 30 let, da so se za pasje razvili.
Sorodne vsebine
- Psi posnemajo izraze drug drugega, preveč
- Kako pripraviti svoj pooch za zmago v show
- Mačke preveč obolijo za rakom dojk in veliko se ga lahko naučimo
- Tudi malčki prepoznajo vrhunsko simpatičnost kužkov in muck
Oploditev in vitro (IVF) je postopek oploditve jajčeca s spermo v laboratoriju. Uspešno to počnemo pri ljudeh in nekaj drugih živalih od sedemdesetih let prejšnjega stoletja, vendar so se znanstveniki trudili, da bi ugotovili, kako deluje na pse. Ta tehnika bi lahko pomagala rešiti ogrožene pasje vrste v naravi in v kombinaciji s tehnikami urejanja genov lahko celo pripomogla k bolj zdravi domači pasmi.
"Ljudje se ukvarjajo s tem, odkar si je izumil IVF, " pravi Travis, reproduktivni biolog z univerze Cornell. "Nihče še ni napredoval z IVF pri psu. To je prvi uspeh."
Težava je bila deloma zato, ker so biologi delali poskuse, ki temeljijo na nepopolni znanosti, zlasti v članku, objavljenem leta 1978 v reviji Gamete Research, ki nakazuje, da je magnezij upočasnil spermo.
Pasja sperma je podobna človeški spermi, vendar za razliko od človeške različice pasja sperma ni pripravljena takoj oploditi jajčeca. To je zato, ker ima pasja sperma oblogo holesterola, ki pokriva glavo, kjer se hranijo podatki o DNK. Ko sperma potuje skozi maternico samice psa, kemikalije, vključno z magnezijem, razgradijo to prevleko. Če obloga ostane nedotaknjena, DNK sperme ne more oploditi jajčeca.
Ta ista kopel kemikalij navaja spermo, da se mahne z repom, ki deluje kot propeler, in pomaga, da se zatakne v jajčece, da lahko odloži to DNK. Z magnezijem lahko sperma plava hitreje in lažje prodre skozi jajčece.
Med oploditvijo in vitro je sperma v epruveti in ne v maternici, zato so morali znanstveniki znova ustvariti kemično kopel v telesu psa. Toda noben drug znanstvenik ni mislil vključiti magnezija zaradi papirja iz leta 1978. Brez nje lahko poleg jajčeca postavite pasjo spermo in nič se ne bo zgodilo.
"Zakaj ne magnezij? Vsi uporabljajo ta medij brez vprašanj, izumili pa so ga v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja, " pravi glavna avtorica prispevka Jennifer Nagashima, reproduktivna biologinja v laboratoriju Travis in članica Skupnega programa podiplomskega usposabljanja med Smithsonian Konservatorsko biološki inštitut in Cornellov Atkinson Center za trajnostno prihodnost.
"Vrnili smo se nazaj in si ga ogledali, " pravi Nagašima. "To je vsekakor življenjska lekcija - zdaj vse podvomim."
Od sedmih mladičkov sta dva iz begle matere in oče koker španjela, pet pa iz bratov očetov in mamic beagle. (Mike Caroll, Visoka šola za veterino Cornell University) Prejšnji raziskovalci so se pri oblikovanju pasjega procesa zanašali tudi na človeški proces IVF, vendar imajo naši reproduktivni sistemi nekaj opaznih razlik, ki jih niso upoštevali. Ljudje ovulirajo približno enkrat na mesec - kar pomeni, da jajčniki sprostijo jajčece, ki je pripravljeno za oploditev. Toda psi ovulirajo le enkrat ali dvakrat na leto, njihova jajčeca pa niso takoj sposobna preživeti.
Znanstveniki so z zanašanjem na časovno premico človeškega telesa za delo s psi predčasno odstranjevali jajčeca iz ženskega psa. Ekipa je namesto tega ugotovila, da morajo pasja jajca nekaj časa sedeti v svojih jajčevodih (jajcevodih pri ljudeh), preden so pripravljeni na IVF.
Ko sta Nagašima in njeni sodelavci jajčece odstranili takoj po ovulaciji, nobeno jajčece ni oplodilo. Ko pa so čakali štiri dni, je bilo 80 odstotkov jajčec oplojenih, ekipa poroča ta teden v PLOS ONE .
Po odstranitvi jajčeca iz pasje maternice so jih znanstveniki postavili v kulturo s spermo in čakali približno 48 ur, da mešanica ustvari nove celice, kar pomeni, da je bila na poti do pasjega ploda. Te celice so bile nato odstranjene iz petrijeve posode, zamrznjene in pozneje vsadljene v nadomestnega psa.
Od 19 oplojenih zarodkov se je 10. julija po desetletjih raziskav rodilo sedem majhnih mladičev z mešanicami beagle.
"Slišiš tiste prve vpitje in to je precej dober občutek, " pravi Travis. Naslednji korak je, da se naučite, kako odstraniti pasja jajčeca, ne da bi naredili večje operacije.
Z napredovanjem tehnologije IVF za pse bi znanstveniki lahko povečali populacijo ogroženih pasjih vrst, pravi Margaret Root Kustritz, majhna specialistka za razmnoževanje živali na Univerzi v Minnesoti. Ogroženi kaniadi, ki ne želijo ali ne morejo ustvariti običajnega načina, bi lahko služili kot darovalci jajc, s čimer bi zagotovili, da se njihovi dragoceni geni nadaljujejo do naslednje generacije.
IVF se lahko uporablja tudi za zmanjšanje bolezni pri domačih psih. Mnoge čiste pasme danes trpijo zaradi genetskih motenj, ki bi jih bilo mogoče odstraniti z IVF in sodobnimi orodji za urejanje genov. Takšne raziskave lahko celo pomagajo pri našem razumevanju človeških bolezni. Medtem ko so nam šimpanzi gensko bližje, s psi delimo več kot 350 bolezenskih lastnosti, kar je dvakrat več kot katera koli druga vrsta.
"To je velik pozitiven korak, " pravi Root Kustritz. "Vsaka raziskava, ki nam pomaga bolje razumeti normalno reproduktivno biologijo, nam pomaga razmišljati, kako bi to znanje lahko uporabili za pomoč živalim in ljudem."
Nucharin Songsasen (levo) in Jennifer Nagashima iz Smithsonian Conservation Biology Institute odpeljeta na sprehod tri kužke IVF. (Jefferey MacMillan)
