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BiotecnologA�a y ganaderA�a: aplicaciA?n de la tecnologA�a (SCD Sperm Chromatin Dispersion test) en la selecciA?n de sementales

Escrito por Redacción el 4 mayo, 2010 en Biotecnología
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Las dosis seminales necesarias para llevar a cabo un procedimiento de inseminaciA?n artificial proceden de sementales mantenidos en la misma explotaciA?n o, mayoritariamente, de centros especializados en el mantenimiento de sementales, y en la manipulaciA?n y posterior venta de dosis seminales. Estos A?ltimos centros necesitan animales altamente productivos y de buena calidad genA�tica. La selecciA?n de los mismos se realiza, generalmente, mediante el estudio de los caracteres morfolA?gicos, funcionales, inmunogenA�ticos, citogenA�ticos y reproductivos. Entre las pruebas reproductivas se encuentra el propio historial del animal, el examen fA�sico general, el examen del aparato reproductor, y el estudio de la calidad seminal.

Auque todos los parA?metros descritos son importantes, el anA?lisis de calidad seminal es crA�tico a la hora de seleccionar los machos y elaborar dosis seminales. Este anA?lisis incluye el estudio de la concentraciA?n, motilidad, y morfologA�a espermA?tica. Sin embargo, estos parA?metros son insuficientes en la caracterizaciA?n de la muestra seminal, ya que no informan sobre el estado del ADN del espermatozoide. Para que el proceso reproductivo se desarrolle con A�xito es necesario que la molA�cula de ADN permanezca A�ntegra. Algunas alteraciones del ADN, que tienen un impacto negativo sobre la fecundaciA?n son las aneuploidA�as, las mutaciones o la presencia de roturas en la doble hebra (fragmentaciA?n de ADN). La presencia de aneuploidA�as se relaciona con un incremento de la fragmentaciA?n de ADN, por lo que la monitorizaciA?n de este parA?metro informa sobre otras potenciales alteraciones de la cromatina (1).

Las roturas de la doble hA�lice de ADN tienen su origen en la presencia de radicales libres de oxA�geno, errores en la sustituciA?n de histonas por protaminas, deficiencias en la recombinaciA?n, o la exposiciA?n a ciertos fA?rmacos, contaminaciA?n atmosfA�rica, fiebre alta o varicocele [2-4].

La fragmentaciA?n de ADN se relaciona con fallos de implantaciA?n, abortos de repeticiA?n, menor capacidad fertilizante y desarrollo embrionario defectuoso(5).

La medida de la fragmentaciA?n del ADN se plantea, por tanto, como un nuevo parA?metro para la selecciA?n de sementales. Hasta la fecha, el estudio de la integridad del ADN se ha visto limitada porque las tA�cnicas disponibles en el mercado requieren un equipamiento muy caro (citA?metro de flujo), una alta especializaciA?n tA�cnica de los profesionales, y el seguimiento de protocolos laboratoriales largos y dificultosos.

En respuesta a esta carencia, Halotech DNA SL ha desarrollado un kit comercial de uso fA?cil y rA?pido que permite a los centros de producciA?n de dosis seminales medir la fragmentaciA?n de ADN de sus animales, bien durante su selecciA?n (6), o bien durante su utilizaciA?n como sementales. Dado que la fragmentaciA?n de ADN es un parA?metro sensible a factores externos, como vacunaciA?n, infecciones del tracto urinario, fiebre o patologA�as, su medida periA?dica constituye un control sencillo y rA?pido de la calidad de las dosis seminales y del estado sanitario del animal (7). AdemA?s, el coste de realizaciA?n de esta prueba es reducido.

Los productos desarrollados por Halotech DNA SL se comercializan bajo la marca HalomaxA� y tienen su origen en la tA�cnica protegida bajo patente Sperm Chromatin DispersiA?n Test (SCD), que consiste en una descondensaciA?n diferencial de la cromatina entre aquellas cA�lulas que presentan su ADN fragmentado con respecto a aquellas que lo mantienen intacto, tras un tratamiento de desproteinizaciA?n celular. Se trata de una tecnologA�a sencilla, que puede realizarse en cualquier laboratorio mA�nimamente equipado. Halotech DNA SL ofrece, ademA?s, soluciones adicionales para aquellos centros que no tengan laboratorio, tiempo o personal suficiente para realizar el procedimiento en su propio centro.

El impacto negativo de una fragmentaciA?n de ADN alta sobre la productividad se ha estudiado previamente en ganado vacuno, en el que el porcentaje de hembras preA�adas tras la cubriciA?n es del 80% cuando la fragmentaciA?n de ADN es baja (3,60%A�0,64) frente al 40% cuando la fragmentaciA?n de ADN es alta ( 6,30%A�0,49). Los resultados son similares en porcino, en los que el nA?mero de hembras paridas aumenta si la fragmentaciA?n de ADN es inferior al 6% [8-9].

AdemA?s, el tamaA�o de camada en porcino resulta ser significativamente mayor cuando la fragmentaciA?n de ADN es baja [5-6, 10].

El equipo de I+D de Halotech DNA SL estA? ampliando, a su vez, los conocimientos sobre el impacto que la fragmentaciA?n de ADN tiene en la productividad de granjas de conejos, toros de lidia, asA� como en piscifactorA�as y en centros de recuperaciA?n de animales en peligro de extinciA?n (11). Estos trabajos se dirigen a caracterizar los niveles de fragmentaciA?n de ADN para la especie en concreto y, posteriormente, el impacto que niveles elevados del parA?metro tiene sobre los parA?metros productivos de la explotaciA?n.

Como ejemplo, en el caso del conejo y en colaboraciA?n con el centro de producciA?n de dosis seminales TARLAP se concluye que el nivel de fragmentaciA?n de ADN para esta especie se encuentra por debajo del 10%, y que niveles superiores a este porcentaje disminuye la tasa de fecundaciA?n de las hembras en un 10% disminuyendo, a su vez, el tamaA�o de camada en un gazapo por cubriciA?n.

Para terminar, destacar la importancia de la incorporaciA?n de nuevas tecnologA�as en el sector ganadero, en el que un incremento de la eficiencia es necesario. BM


BibliografA�a

1. Muriel, L., et al., Increased aneuploidy rate in sperm with fragmented DNA as determined by the sperm chromatin dispersion (SCD) test and FISH analysis. J Androl, 2007. 28(1): p. 38-49.

2. Carrell, D.T., et al., Sperm DNA fragmentation is increased in couples with unexplained recurrent pregnancy loss. Arch Androl, 2003. 49(1): p. 49-55.

3. Zini, A., et al., Sperm DNA damage is associated with an increased risk of pregnancy loss after IVF and ICSI: systematic review and meta-analysis. Hum Reprod, 2008. 23(12): p. 2663-8.

4. Gallegos, G., et al., Sperm DNA fragmentation in infertile men with genitourinary infection by Chlamydia trachomatis and Mycoplasma. Fertil Steril, 2008. 90(2): p. 328-34.

5. Boe-Hansen, G.B., et al., Sperm chromatin structure integrity in liquid stored boar semen and its relationships with field fertility. Theriogenology, 2008. 69(6): p. 728-36.

6. Karabinus, D.S., et al., Comparison of semen quality in young and mature Holstein bulls measured by light microscopy and flow cytometry. J Dairy Sci, 1990. 73(9): p. 2364-71.

7. Gosalvez, J., Vazquez JM, Sperm DNA fragmentation in rams vaccinated with miloxan. The open veterinary science journal, 2008, 2008. 2: p. 7-10.

8. Garcia-Macias, V., et al., DNA fragmentation assessment by flow cytometry and Sperm-Bos-Halomax (bright-field microscopy and fluorescence microscopy) in bull sperm. Int J Androl, 2007. 30(2): p. 88-98.

9. Didion, B.A., et al., Boar Fertility and Sperm Chromatin Structure Status: A Retrospective Report. J Androl, 2009.

10. Kasimanickam, R., et al., Breed differences in competitive indices of Holstein and Jersey bulls and their association with sperm DNA fragmentation index and plasma membrane integrity. Theriogenology, 2006. 66(5): p. 1307-15.

11. Cortes-Gutierrez, E.I., et al., DNA fragmentation in frozen sperm of Equus asinus: Zamorano-Leones, a breed at risk of extinction. Theriogenology, 2008. 69(8): p. 1022-32. 

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