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INYECCIÓN INTRACITOPLÁSMATICA DE ESPERMATOZOIDES Y FERTILIZACIÓN IN VITRO EN ANIMALES DOMÉSTICOS
M.C. Graciela Calderón Mendoza Doctorado en Ciencias Biológicas
Biotecnología Molecular AgropecuariaCentro Multidisciplinario de Estudios en Biotecnología FMVZ-UMSNH
Morfología del espermatozoide y metabolismo energético que realiza esta célula a partir de glucosa en la pieza principal y en la pieza media.
Maduración espermática
EyaculaciónSeparación del
plasma seminal
Ovocito maduroHiperactivación
Exocitósis del acrosomaPenetración de la ZPFusión con el ovocito
Ep
idíd
imo
VaginaCérvix
ÚteroOviducto
Capacitación espermática
TRANSPORTE ESPERMÁTICOTestículo
Espermatozoides No capacitados
Espermatozoides Reacción Acrosomal
1 CP
Mecanismo de los eventos moleculares que inducen la activación y la hiperactivación del flagelo
Mecanismo de eventos moleculares que se suceden durante la capacitación, el reconocimiento entre los gametos y la reacción acrosomal
Fertilización: adhesión y fusión
Estado funcional del espermatozoide
No Capacitado Capacitado Reacción acrosomal
Fertilización in vitro
semen congelado
1. Swim-up
2. Incubación espermatozoides/ovocitos maduros 24 h TALP
concentración y movilidad espermática 5,000 espermas/ovocito
Ovocito Fertilizado 6 horas de incubación
2 cuerpo polar
Fertilización in vitro
Incubación de ovocitos fertilizados en SOF
ICSI
Introducción de un solo espermatozoide en el citoplasma de
un ovocito maduro70-80% ovocitos fertilizados
Fertilización in vitro
5000 espermatozoides/1 ovocito Capacitación in vitro
50-60% ovocitos fertilizados
“Animales domésticos”
Aplicaciones de ICSI
Técnica de reproducción asistida
Cuando el número de gametos disponibles se encuentra limitado
Indicada en casos de anomalías espermáticas
Obtención de descendencia a partir de animales de granja de baja capacidad fertilizante en FIV o alteraciones espermáticas, pero con elevado valor genético para la producción pecuaria.
Aspectos técnicos de ICSI
Microscopio con micromanipuladores
Fabricación de las agujas
Inmovilización del espermatozoide con PVP
La posición del cuerpo polar
Uso de agentes activadores para ovocitos: CaCl2, ionomicina, etanol, pulsos eléctricos
Activación del ovocito Membranas
de los gametos
fusionadas
Exócitosis granulo-cortical
Modifica la ZP
Reacción cortical
RE
Ca
Activación del ovocito
Reanudación de la meiosis
Inactivación MPF MAP
Extrucción 2 CPFormación
zigoto
Factor promotor de la maduración (MPF)
Ciclina B1
Ciclina B1
Ciclina B1
p34cdc2
p34cdc2
p34cdc2
P
PP
PP
P
P
P
P
Pre-MPF MPF Activo
Tyr 15
Thr 14
Thr 161
cdc25
Thr 161
Factor Citostático
CSF
RE Ca+
+
MP
FS PLC
PIP2
Ca++
IP3
InsP3-R
Modelo de activación del ovocito
Shimada y Terada, 2007
TP
Microscopio de sistema invertido conectado a los micromanipuladores y microinyectores
pipeta de sujeción “ovocitos”
pipeta para microinyección de
“espermatozoides”
Diámetro externo 120 µm Diámetro interno 15 µm
Diámetro externo 10 µmDiámetro interno 7 µm
Fabricación de pipetas
Posición del cuerpo polar12 h
6 h
3 h
Inmovilización del espermatozoide
Inmovilización del espermatozoide para aspirarlo.
PVP 10-15% para retardar la motilidad de los espermatozoides y para un buen control del fluido en el interior de la aguja de microinyección.
Procedimiento de ICSI
Ovocito maduro
Aspiración de un espermatozoide inmovilizado
Microinyeccción espermatozoide en posición
3 h
Localización del cuerpo polar 6 ó 12h
Sujeción de un ovocito maduro
Yoshida and Perry, 2007
Atraviesa membrana plasmática
Liberación del ovocito microinyectado
Ovocito fertilizado Desarrollo embrionario
Atraviesa citoplasma
Espermatozoide
Estado funcional de los espermatozoides para ICSI
Espermatozoidessin membranas
Espermatozoidescon membranas
Incubación ADN exógeno
Producción Embriones
ICSI
ICSI
Producción Embriones
Transgénicos
Agentes químicos
Agentes físicosElectroporación
REMIRetrovirus
Incubación ADN exógeno
Descendencia
Descendencia
Producción Embriones
Transgénicos
Descendencia
ICSI
Contenido acrosomal-espermaGránulos corticales -ovocitoAfectan el desarrollo embrionario
M.C. Graciela Calderón Mendoza
Doctorado Institucional en Ciencias BiológicasBiotecnología Molecular Agropecuaria
Centro Multidisciplinario de Estudios en BiotecnologíaFacultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia
Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo