Selección de embriones bovinos basada en la dinámica núcleo/cromosómica.

Identificación de embriones bovinos producidos in vitro sin anomalías cromosómicas mediante el uso de imágenes de células vivas.

La fecundación in vitro (FIV) y la transferencia de embriones (TE) son biotecnologías que ha permitido acelerar el avance en el mejoramiento genético del ganado bovino alrededor del mundo. Se sabe gracias a un estudio realizado por Blondin en 2016  que aproximadamente la mitad de los embriones bovinos producidos en todo el mundo provienen de la FIV. Sin embargo, esta técnica no es tan eficiente como se quisiera y esto puede deberse a los métodos para evaluar la calidad de los embriones.
Actualmente la evaluación de la calidad del embrión bovino se realiza mediante clasificación morfológica a los días 7 a 8 posteriores a la fecundación, esto según las recomendaciones de la International Embryo Technology Society (IETS). Con esta evaluación solo el 30 al 50% de los embriones producción por FIV tiene calidad de 1 y 2 en la escala de calidad de la IETS, que se consideran las óptimas para transferir o criopreservar embriones (Ferraz et al, 2016; Sugimura et al, 2017). Con los métodos de selección actual la tasa de éxito de las gestaciones de los embriones producidos por FIV y transferidos a receptoras sigue siendo baja (30-40%) y es inferior a la tasa de gestación de embriones producidos in vivo (Farin et al. 1999).
Estudios recientes que utilizando la técnica de FIV time-lapse en embriones bovinos se descubrieron indicadores morfocinéticos (MKI) que, aunado al conocimiento de la relación del número de blastómeros en la primera escisión y el número de blastómeros al inicio de la fase de latencia, demostraron ser en conjunto una excelente técnica para evaluar la viabilidad embrionaria (Gardner et al, 2015; Sugimura et al, 2012; Sugimura et al, 2017). Por lo anterior se considera que el uso de MKI puede ser un mejor método de evaluación de calidad embrionaria, que el uso de la clasificación morfológica del IETS, en términos de confiabilidad y objetividad de la evaluación de embriones producidos por FIV (Sugimura et al, 2012). Sin embargo, había pocos datos generados por FIV time-lapse en bovinos que pudieran confirmar lo anterior.
Un grupo dirigido por el Dr. Satoshi Sugimura de la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio, mediante la técnica en células vivas de embriones producidos por FIV time-lapse, el marcado con fluorescencia los microtúbulos e histonas y la microscopia confocal, permitió visualizar la dinámica nuclear y cromosómica de embriones bovinos (Yao et al, 2018).
Los resultados que se obtuvieron en este estudio indican que cerca del 50% de los embriones clasificados como morfológicamente transferibles según los criterios del IETS tenían anormalidades nucleares/cromosómicas, como un número anormal de pronúcleos y una segregación cromosómica anormal, que puede provocar el aborto (Yao et al, 2018). Con los datos obtenidos este estudio concluye que la técnica de imagenología de células vivas permite seleccionar embriones más eficazmente que con la técnica tradicional de morfología embrionaria. Así se espera mejorar las tasas de gestación al transferir embriones sin anormalidades nucleares/cromosómicas.
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Video de imágenes de células vivas del embrión bovino de FIV   durante 8 días. Crédito: Tatsuma Yao, Universidad de Kindai

Articulo original: Tatsuma Yao et al, Live-cell imaging of nuclear–chromosomal dynamics in bovine in vitro fertilised embryos, Scientific Reports (2018). DOI: 10.1038/s41598-018-25698-w

Bibliografía

Blondin, P. Logistics of large scale commercial IVF embryo production. Reproduction, fertility, and development 29, 32–36 (2016).
Gardner, D. K., Meseguer, M., Rubio, C. & Treff, N. R. Diagnosis of human preimplantation embryo viability. Human reproduction update 21, 727–747 (2015).
Farin, P. W., Slenning, B. D. & Britt, J. H. Estimates of pregnancy outcomes based on selection of bovine embryos produced in vivoor in vitro. Theriogenology 52, 659–670 (1999).
Ferraz, P. A. et al. Factors affecting the success of a large embryo transfer program in Holstein cattle in a commercial herd in the southeast region of the United States. Theriogenology 86, 1834–1841 (2016).
Sugimura, S. et al. Promising system for selecting healthy in vitro-fertilized embryos in cattle. PloS one 7, e36627 (2012).
Sugimura, S., Akai, T. & Imai, K. Selection of viable in vitro-fertilized bovine embryos using time-lapse monitoring in microwell culture dishes. The Journal of reproduction and development 63, 353–357 (2017).
Yao, T., Suzuki, R., Furuta N., Suzuki, Y., Kabe, K., Tokoro, M., Sugawara A., Yajima, A., Nagasawa T., Matoba S., Yamagata K., Sugimura. S. Live-cell imaging of nuclear–chromosomal dynamics in bovine in vitro fertilised embryos. Nature scientific reports 8, (2018)