Pre-implantatie embryo's kunnen worden ingevroren na plaatsing in een hypertone cryoprotectief oplossing voor cellulaire uitdroging veroorzaken. Bij evenwicht, is het ijs kristalvorming geïnduceerd in de oplossing rond de embryo. Verdere uitdroging optreedt als het embryo langzaam afgekoeld tot temperaturen onder nul alvorens zich in vloeibare stikstof voor opslag.
Pre-implantatie embryo's van runderen, schapen en geiten kan worden ingevroren voor korte of lange termijn opslag. Pre-implantatie embryo's bestaan voornamelijk uit water, en het vermijden van intracellulaire ijskristallen formatie tijdens de cryopreservatie proces is van het allergrootste belang om embryo levensvatbaar te houden. Embryo's worden geplaatst in een hypertone oplossing (1,4 – 1,5 m) van een cryoprotectief middel (CPA), zoals ethyleen glycol (EG) of glycerol (GLYC) om een osmotische gradiënt die cellulaire uitdroging vergemakkelijkt te creëren. Na het embryo bereiken osmotische evenwicht in het CPA-oplossing, worden ze individueel geladen in de hypertone CPA oplossing in 0,25 ml plastic rietjes voor het invriezen. Embryo's worden geplaatst in een gecontroleerde snelheid vriezer bij een temperatuur van -6 ° C. Ijskristal formatie wordt geïnduceerd in de CPA oplossing rond de embryo, en kristallisatie veroorzaakt een toename in de concentratie van de CPA buiten het embryo, waardoor nog meer cellulaire uitdroging. Embryo's worden gekoeld met een snelheid van 0,5 ° C / min, waardoor verdere uitdroging, tot een temperatuur van -34 ° C alvorens te worden ondergedompeld in vloeibare stikstof (-196 ° C). Gecryopreserveerde embryo's dient vooraf te worden ontdooid over te stappen naar een ontvanger (surrogaat) vrouwelijke. Rietjes met de embryo's worden verwijderd uit de vloeibare stikstof Dewar, gehouden in lucht op kamertemperatuur voor 3 tot 5 sec, en geplaatst in een 37 ° C waterbad voor 25 tot 30 sec. Embryo's gecryopreserveerde in GLYC zijn geplaatst in een 1 M oplossing van saccharose, gedurende 10 minuten voor het verwijderen van de CPA vóór de overdracht aan een ontvanger (surrogaat) vrouwelijke. Embryo's gecryoconserveerd in EG, mogen echter rechtstreeks worden overgebracht naar de baarmoeder van een ontvanger.
Omdat embryo's bestaan voornamelijk uit water, is het cruciaal dat inplanting embryo's adequaat uitgedroogd en langzaam afgekoeld in overeenstemming met het protocol beschreven voor intracellulaire ijs kristalvorming te voorkomen. Zodra het koelproces is begonnen, is het belangrijk om een richting te veranderen temperatuur te behouden en om temperatuurschommelingen te voorkomen. Initiatie van ijskristal formatie ("zaaien") op een geschikte temperatuur voor de specifieke CPA oplossing is van cruciaal belang.
Wijzigingen aan deze langzame afkoeling / snel ontdooien methode voor pre-implantatie embryo cryopreservatie zijn de een-stap-methode (waarbij de laatste kolom van medium geladen in het stro is sucrose in plaats van de CPA-oplossing) 19 en de directe overdracht-methode (waarbij embryo's ingevroren in ethyleenglycol worden ontdooid en direct overgebracht naar de baarmoeder van een ontvanger vrouwelijke zonder eerst het verwijderen van de ethyleen glycol van het embryo) 20. Ter vermindering van het volume van ethyleen glycol gestort in de baarmoeder van een directe overdracht (DT) ontvanger vrouwelijk, is het raadzaam om de 0,25 ml stro te vullen met 6 cm holding medium voordat u verder gaat zoals eerder beschreven. Opgemerkt moet worden dat een vrijwillige norm bestaat binnen de commerciële embryo transfer industrie die inplanting embryo's ingevroren voor DT bevroren dienen te worden in geel-gekleurde rietjes en opgeslagen in het geel-gekleurde bekers in de vloeibare stikstof Dewar. De commerciële sector heeft ook specifieke etiketteringsvoorschriften voor alle ingevroren embryo's die moeten worden gevolgd.
Een alternatief voor deze methode is verglazing 21, een niet-evenwicht methode van cryopreservatie, waar een meer zeer geconcentreerde (6-8 M) CPA oplossing wordt afgekoeld ultra-snel waardoor de CPA oplossing om van vloeistof naar een "glazen" staat te veranderen zonder ijs kristalvorming. Verglazing is het waarschijnlijk beter geschikt voor cryopreservatie van embryo's die minder geavanceerd dan ontwikkelingsgebied compacte morula vanwege hun verhoogde temperatuur gevoeligheid.
Deze techniek is de toepassing voor het behoud van unieke kiemplasma middelen 22, alsmede de internationale commerciële embryo transfer-industrie, waar meer dan 55% van ongeveer 500.000 runderen pre-implantatie embryo's in het kalenderjaar 2008 waren gecryopreserveerd. 23
The authors have nothing to disclose.
Gedeeltelijke financiering van de USDA multi-state onderzoeksproject W-2171 "Germ Cell en de embryo-ontwikkeling en manipulatie voor verbetering van de veeteelt" is dankbaar erkend. De artistieke talenten van Ryan Callahan, die de technische illustraties voorbereid op het videogedeelte van dit artikel, zijn ook dankbaar erkend.
Name of the reagent | Company | Catalog number | Comments (optional) |
---|---|---|---|
BioLife freeze medium | Agtech, Inc. | C18, C18A | 1.5 M ethylene glycol |
Emcare ethylene glycol freeze solution | ICPBio Reproduction | IC8, IC10 | 1.5 M ethylene glycol |
ViGro ethylene glycol freeze plus | Bioniche Animal Health | EVM835 | 1.5 M ethylene glycol |
Emcare 10% glycerol freeze solution | ICPBio Reproduction | IC12 | 1.34 M glycerol |
Emcare 1 M sucrose thaw | ICPBio Reproduction | IC16 | 1.0 M sucrose |
ViGro one-step thaw | Bioniche Animal Health | EVM247, EVM847 | 1.0 M sucrose |
ViGro thaw 1-2-3 plus | Bioniche Animal Health | EVM248, EVM848 | 5%, 2.5%, 0% glycerol with 0.5, 0.5, 0.6% sucrose |
Emcare CSU thawing kit | ICPBio Reproduction | IC20 | 6%, 3%, 0% glycerol with 10.3% sucrose |
BioLife holding and transfer medium | Agtech, Inc. | C15, C15A | modified PBS with 0.4% BSA (bovine serum albumin) |
Emcare holding solution | ICPBio Reproduction | IC2, IC4, IC6 | 0.4% BSA (bovine serum albumin), MOPS buffer (inert zwitterions) |
ViGro holding plus | Bioniche Animal Health | EVM024, EVM824 | |
SYNGRO Holding medium | Bioniche Animal Health | ESM024, ESM224, ESM828 | contains hyaluronan; no products of animal origin |
BioLife modified D- PBS | Agtech, Inc. | C06 | modified Dulbecco’s phosphate buffered saline |
BioLife BSA Fraction V | Agtech, Inc. | B09 | lyophilized bovine serum albumin, fraction V |
BioLife antibiotic-antimycotic | Agtech, Inc. | B01 | amphotericin-B, penicillin G, streptomycin sulfate |
BioLife trypsin kit | Agtech, Inc. | C22A | 25 g lyophilized trypsin, sterile water, sterile D-PBS |
Name of the equipment | Company | Catalog number | Comments (optional) |
---|---|---|---|
Biol-Cool controlled rate freezer | FTS Systems | BC-IV -40 | Methanol bath freezer |
Freeze Control controlled rate freezer | Cryologic | CL2200 | Liquid nitrogen freezer |