Spermie z kapsle

Tým švýcarských vědců z Technické univerzity v Curychu vyvinuli metodu inseminace krav pomocí speciálních kapslí.

Vědci z ETH Curych (Swiss Federal Institute of Technology) vyvinuli nový způsob umělé inseminace. Tato metoda velmi citlivě reaguje na pohlavní cyklus krav a díky tomu je možné výrazně zvýšit procento zabřezlých.

Důvodem nízké úspěšnosti umělé inseminace je obtížně detekovatelný nástup říje. Přesný okamžik ovulace vajíčka na základě pozorování chování plemenic neumějí stanovit ani chovatelé, ani veterinární lékaři. Nápravu této nepříznivé situace si vytkl za cíl tým švýcarských vědců pod vedením profesora Martina Fusseneggera. Vyvinul speciální kapsli, která obsahuje býčí spermie a živé buňky, které jsou vybaveny genetickou sítí reagující na konkrétní signály z organismu plemenic.

Signálem, který aktivuje síť je luteinizační hormon (LH), který krávy produkují v období ovulace. Koncentrace LH v krvi během několika hodin prudce stoupá a po ovulaci i stejně rychle opět klesá. Buňky v kapsli jsou vybaveny citlivými senzory, které jakmile zachytí LH, vyvolají kaskádu reakcí. Na jejím konci vytvoří buňky enzym celulózu, který začne kapsli rozpouštět zevnitř, dokud nezkolabuje. Spermatické buňky se uvolní a mohou putovat k vajíčku schopnému oplodnění.

Tato metoda je jednoduchá a přesná. Protože jsou kapsle velmi malé, plemenice nic necítí. Veterinární lékař, který provádí umělou inseminaci, může kapsli zavést stejnou plastikovou pipetou, jakou dosud zaváděl zmražené sperma.

U nové metody postačí, když chovatel zná pohlavní cyklus u svých plemenic a stanoví podle kalendáře pravděpodobné datum ovulace. Implantované kapsle udrží spermie na živu po dobu tří dnů. Veterinář tak může kapsle implantovat s dostatečným předstihem před začátkem ovulace. Časový zámek úspěšného průběhu inseminace se tak výrazně prodlouží. V současné době není podíl zabřezlých krav nijak zvlášť vysoký: Ze 100 inseminovaných krav přivede tele na svět pouze 60 z nich. U zbylých 40 procent plemenic buď dojde k odumření embrya nebo nedojde k oplodnění vajíčka.

Vědci z ETH vyvinuli kapsli na základě využití všech možností syntetické biologie. Vědecký tým pod vedením profesora Fusseneggera již vyvinul speciální gelové kuličky, které po implantování pod kůži dokáží na konkrétní signál uvolňovat do lidského organismu inzulín. Před rokem obdobným způsobem vyvinuli genovou síť proti dně.

Kapsle jsou již využitelné v běžné praxi. Vědci zažádali o udělení patentu. Největší švýcarská organizace „Swissgenetik“ obchodující se spermatem býků, která s vědci z ETH spolupracuje, již zakoupila exkluzivní licenci na použití této metody v chovu hospodářských zvířat.

Inseminační kapsle jsou v současné době koncipované na míru hormonálního metabolismu a organismus krav. Vědci však pouhou záměnou jednotlivých komponent genetické sítě a druhu buněk mohou vytvořit pomůcku k lepšímu oplodnění vhodnou i pro další savce – a také pro člověka.

Vědci mohou použít druhově specifické buňky a takové receptory LH, s jejichž pomocí mohou reagovat na malé rozdíly v chemické struktuře LH různých živočišných druhů. „Receptory, které aktivují genetickou síť, jsou 10 x senzitivnější než je nutné“, uvedl profesor Fussenegger. Tím se vytváří široký prostor pro vědce např. použít druhově specifické receptory.

Podle názoru profesora Fusseneggera je představitelné, že bude možné oplozovací kapsle použít v humánní reprodukční medicíně. Princip je úplně stejný jako u krav. „To by mohlo pomoci lidem, kteří jsou vystaveni velkému psychickému tlaku, když se jim nedaří počít dítě přirozenou cestou.