Tiefgefrierkonservierung von Eberspermatozoen als ein Modell zur Erhalung der Biodiversit\u00e4tDie globale Artenvielfalt der Haus- und Nutztiere gilt als bedroht. Weltweit ist eine gro\u00dfe Anzahl von Haustierrassen in ihrem Bestand gef\u00e4hrdet oder wurde bereits ausgerottet. Von 6379 Zuchtpopulationen sind 9% unmittelbar vom Aussterben bedroht und weitere 39% in ihrem Bestand gef\u00e4hrdet. Bei der Spezies Schwein sind nahezu 30% der weltweit 500 Rassen vom Aussterben bedroht. Die Schweineproduktion beschleunigt die Herausbildung einer geringen Anzahl hochspezialisierter Rassen, um den Anspr\u00fcchen an qualitativ hochwertiges Schweinefleisch gerecht zu werden. Daraus resultiert eine schnelle und unkontrollierte Zunahme ausgestorbener und vom Aussterben bedrohter Rassen. Fortgeschrittene Reproduktionstechnologien offerieren in diesem Kontext prinzipiell wirksame M\u00f6glichkeiten zur Erhaltung der genetischen Diversit\u00e4t.Die Tiefgefrierkonservierung des tierischen Genoms in Form von Embryonen, Eizellen und Spermatozoen stellt eine entscheidende M\u00f6glichkeit zur Erhaltung der Artenvielfalt dar. Die Tiefgefrierkonservierung von Spermatozoen repr\u00e4sentiert dabei eine viel versprechende Option zur Erhaltung des m\u00e4nnlichen Genoms in vitro f\u00fcr einen unbegrenzten Zeitraum. Sie ist ein wirksames Instrumentarium zur Etablierung von Nukleusherden mit erhaltenswerten Genomeigenschaften unter Aufrechterhaltung eines hohen Gesundheitsstatus. Zus\u00e4tzlich minimiert tiefgefrorener Samen in Form einer Genomreserve die Folgen eines pl\u00f6tzlichen Seuchenausbruches oder einer Naturkatastrophe und ist die erste Wahl, wenn der Bestand einer Rasse schnell abnimmt. Die Erstellung einer effektiven Genreserve h\u00e4ngt unmittelbar von der Verf\u00fcgbarkeit funktionell intakter, tiefgefrorener Keimzellen ab. Trotz der potentiellen Vorteile wird tiefgefrorenes Ebersperma kommerziell kaum in der Schweinezucht genutzt (weniger als 1% weltweit). Die Ursachen sind darin zu sehen, dass Eberspermatozoen f\u00fcr gew\u00f6hnlich sehr sensibel auf niedrige Temperaturen reagieren. Im Gegensatz zu anderen Spezies sind porcine Spermatozoen sehr empfindlich gegen\u00fcber einem so genannten \u0093K\u00e4lteschock\u0094. Auf Grund dieser Eigenschaft sind sie daf\u00fcr pr\u00e4destiniert, als Modell f\u00fcr die Erforschung von Einfl\u00fcssen der Abk\u00fchlung und Kryokonservierung auf Spermatozoen zu dienen. Es wird vermutet, dass substantielle Membransch\u00e4den bereits w\u00e4hrend der Abk\u00fchlungsphase auf + 5\u00b0C auftreten und entscheidend f\u00fcr den Erfolg der Tiefgefrierkonservierung sind. Eberspermatozoen durchlaufen w\u00e4hrend der Tiefgefrierkonservierung einen kapazitations\u00e4hnlichen Prozess, \u0084Kryokapazitation\u0093 genannt, der die Spermienmembranen destabilisiert und die Fertilit\u00e4t beeintr\u00e4chtigt. Gleichzeitig ist die Kryokonservierung mit gro\u00dfen osmotischen Belastungen f\u00fcr die Spermatozoen verbunden. Das Ausma\u00df der zuvor genannten Prozesse kann allerdings durch eine Vielzahl von Faktoren beeinflusst werden.Es wurde gezeigt, dass Seminalplasma (SP) sowohl einen protektiven Effekt gegen\u00fcber der Abk\u00fchlung von Spermatozoen hat als auch einen regulierenden Effekt auf Kapazitation und Volumenregulation aus\u00fcbt. Dieser sch\u00fctzende Effekt mag sich ebenfalls bei durch Abk\u00fchlung induzierten Sch\u00e4den w\u00e4hrend der Tiefgefrierung der Spermatozoen als g\u00fcnstig erweisen. In einem \u00e4hnlichen Ausma\u00df stellt bovines Serumalbumin (BSA) eine Verd\u00fcnnerkomponente mit positiven Effekten auf die Spermienmembranen und Motilit\u00e4t dar. Neuere Forschungsergebnisse des hiesigen Labors deuten darauf hin, dass Interaktionen zwischen SP, BSA und anderen k\u00e4lteschockprotektiven Substanzen (CSP) w\u00e4hrend der Kryokonservierung bei Eberspermatozoen bestehen.Die Erfassung von K\u00e4ltesch\u00e4den erfordert sensitive diagnostische Methoden, die \u00fcber die Standardspermatologie hinausgehen. F\u00fcr eine pr\u00e4zise Beurteilung des Samens im Zuge der Kryokonservierung, sollte das Methodenspektrum insbesondere computergest\u00fctzte, funktionelle Testverfahren umfassen. Das Ziel der gegenw\u00e4rtigen Studie ist es daher, den Effekt von SP, BSA und CSP w\u00e4hrend des Abk\u00fchlvorganges auf die Qualit\u00e4t kryokonservierten Eberspermas mittels moderner sensitiver Methoden zur Spermabeurteilung zu charakterisieren. Die beste Faktorenkombination wird in der Folge in das bestehende Tiefgefrierprotokoll integriert. Als Ergebnis wird ein optimiertes Protokoll zur Tiefgefrierung von Ebersperma erwartet. Verd\u00fcnnte Spermaproben von Ebern aus der Population der Reproduktionsmedizinischen Einheit der Kliniken werden bei drei unterschiedlichen Temperaturen gelagert (17\u00b0C, 10\u00b0C, 5\u00b0C). Der Einfluss einzelner Komponenten (Basisverd\u00fcnner (z. B. Androhep), bovines Serumalbumin (BSA), Seminalplasma (SP), k\u00e4lteschockprotektive Substanzen (CSP)) und deren Kombinationen auf die Spermaqualit\u00e4t w\u00e4hrend der Abk\u00fchlphase wird in einem multifaktoriellen Ansatz getestet. Die Proben werden nach 6 h, 24 h und 72 h Lagerungsdauer wie folgt untersucht:Neben der Routineuntersuchung des Spermas (durchgef\u00fchrt am Frischsamen) erlaubt die F\u00e4rbung mit Propidiumjodid (PI) und an FITC gekoppeltes peanut agglutinin (FITC-PNA) eine sehr sensitive Beurteilung der Integrit\u00e4t der Plasma- und Akrosommembran. Die Analyse der angef\u00e4rbten Spermatozoen wird unter Verwendung eines Durchflusszytometers durchgef\u00fchrt.Die computer-assistierte Spermienanalyse (CASA) der Spermienmotilit\u00e4t stellt detaillierte Informationen zu 11 Motilit\u00e4tsparametern bereit und offeriert ebenso Ergebnisse zu einem der wichtigsten Parameter in der Spermabeurteilung, n\u00e4mlich dem Anteil progressiv motiler Spermatozoen. Die Motilit\u00e4tsbeurteilung mit CASA-Systemen ist eine objektive Methode, die die Subjektivit\u00e4t einer mikroskopischen Motilit\u00e4tssch\u00e4tzung durch den Menschen eliminiert.Nach Herausarbeitung der besten Faktorenkombination wird im weiteren Projektverlauf diese in ein Tiefgefrierprotokoll implementiert. Da, im Gegensatz zur einfachen Abk\u00fchlung, der Einfriervorgang die Spermatozoen nicht nur allgemein (Membranintegrit\u00e4t, Motilit\u00e4t) sondern auch in subtilerer Weise sch\u00e4digt (Funktionalit\u00e4t der Membran, Chromatinintegrit\u00e4t), werden in den zuk\u00fcnftigen Experimenten die Evaluierungsmethoden durch Verfahren zur Bestimmung der Chromatinintegrit\u00e4t und Volumenregulationsf\u00e4higkeit der Spermatozoen erg\u00e4nzt. Zum Vergleich der Ergebnisse und zur Beurteilung des modifizierten Tiefgefrierprotokolls wird der Samen vor und nach der Tiefgefrierung beurteilt.Durch eine Optimierung der Spermatiefgefrierung am Modell der Spezies Schwein wird f\u00fcr die Zukunft erwartet, diese Biotechnologie deutlich effizienter zur Erhaltung der Biodiversit\u00e4t bedrohter Haus- und Nutztierrasen einsetzen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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