Preimpianto degli embrioni possono essere crioconservati dopo l'inserimento in una soluzione ipertonica crioprotettivi a causare disidratazione cellulare. Dopo equilibrio, la formazione di cristalli di ghiaccio è indotta nella soluzione che circonda l'embrione. Disidratazione ulteriore verifica come l'embrione è lentamente raffreddato a temperature sotto lo zero prima di tuffarsi in azoto liquido per la conservazione.
Embrioni preimpianto da bovini, pecore e capre possono essere crioconservati per la conservazione a breve oa lungo termine. Preimpianto degli embrioni sono costituiti prevalentemente da acqua, e la riduzione della formazione di cristalli di ghiaccio intracellulare durante il processo di crioconservazione è di fondamentale importanza per mantenere la vitalità dell'embrione. Gli embrioni sono posti in una soluzione ipertonica (1,4 – 1,5 m) di un agente crioprotettivi (CPA), come il glicole etilenico (EG) o glicerolo (GLYC) per creare un gradiente osmotico che favorisce la disidratazione cellulare. Dopo gli embrioni raggiungere l'equilibrio osmotico della soluzione CPA, sono singolarmente caricati nella soluzione ipertonica CPA in 0,25 ml cannucce di plastica per congelamento. Gli embrioni vengono inseriti in un congelatore velocità controllata ad una temperatura di -6 ° C. Formazione di cristalli di ghiaccio è indotta nella soluzione CPA che circonda l'embrione, e la cristallizzazione provoca un aumento della concentrazione di CPA al di fuori dell'embrione, provocando ulteriore disidratazione cellulare. Gli embrioni vengono raffreddati ad una velocità di 0,5 ° C / min, permettendo un'ulteriore disidratazione, ad una temperatura di -34 ° C prima di essere immersi in azoto liquido (-196 ° C). Embrioni crioconservati devono essere scongelati prima del trasferimento a un destinatario (surrogato) femminile. Cannucce contenente gli embrioni vengono rimossi dal dewar di azoto liquido, che si tiene a temperatura ambiente per 3 a 5 sec, e collocato in un bagno d'acqua a 37 ° C per 25 a 30 sec. Embrioni crioconservati in GLYC sono posti in una soluzione 1 M di saccarosio per 10 min per la rimozione del CPA prima del trasferimento a un destinatario (surrogato) femminile. Embrioni crioconservati in EG, tuttavia, può essere direttamente trasferito nell'utero di un destinatario.
Perché gli embrioni sono costituiti prevalentemente da acqua, è fondamentale che gli embrioni preimpianto essere adeguatamente disidratata e lentamente raffreddato in conformità con il protocollo descritto nel presente documento al fine di evitare la formazione di cristalli di ghiaccio intracellulare. Una volta che il processo di raffreddamento è iniziato, è importante mantenere il cambiamento unidirezionale di temperatura e per evitare sbalzi di temperatura. L'inizio della formazione di cristalli di ghiaccio ("seeding") a una temperatura adeguata per la soluzione specifica CPA è critica.
Modifiche al presente raffreddamento lento / scongelamento rapido metodo per la crioconservazione degli embrioni preimpianto includono il metodo ad un passo (dove l'ultima colonna della media caricati nella paglia è saccarosio al posto della soluzione CPA) 19 e il metodo di trasferimento diretto (in cui gli embrioni congelati in glicole etilenico sono scongelati e trasferiti direttamente nell'utero di una femmina destinatario senza prima rimuovere il glicole etilenico dall'embrione) 20. Per ridurre il volume di glicole etilenico depositato in utero di un trasferimento diretto (DT) femminile destinatario, si consiglia di riempire la paglia 0,25 ml con 6 centimetri tenendo medio prima di continuare come descritto in precedenza. Va notato che una norma volontaria esiste all'interno del settore commerciale che il trasferimento degli embrioni pre-impianto degli embrioni crioconservati per DT devono essere congelati in colore giallo, cannucce e conservati in colore giallo calici nel dewar di azoto liquido. Il settore commerciale ha anche i requisiti specifici di etichettatura per tutti gli embrioni crioconservati da seguire.
Un'alternativa a questo metodo è vetrificazione 21, un metodo di non equilibrio della crioconservazione, dove viene raffreddato una più alta concentrazione (6-8 M) CPA soluzione ultra-rapido che causa la soluzione CPA per passare da liquido a uno stato "vetroso" senza ghiaccio la formazione di cristalli. La vitrificazione è probabilmente più adatto per la crioconservazione di embrioni che sono meno avanzati di evolutivamente morula compatta a causa della loro sensibilità alla temperatura aumentata.
Questa tecnica è l'applicazione per la conservazione delle risorse germoplasma unico 22, così come per il settore commerciale internazionale il trasferimento di embrioni in cui oltre il 55% dei circa 500.000 embrioni preimpianto bovina trasferiti nell'anno solare 2008 sono stati crioconservati. 23
The authors have nothing to disclose.
Finanziamento parziale dalla multi-stato di progetto di ricerca USDA W-2171 "di cellule germinali e sviluppo embrionale e manipolazione per il miglioramento del bestiame" è riconosciuto con gratitudine. Il talento artistico di Ryan Callahan, che ha preparato le illustrazioni tecniche per la parte video di questo articolo, sono inoltre ringrazia.
Name of the reagent | Company | Catalog number | Comments (optional) |
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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) |
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Biol-Cool controlled rate freezer | FTS Systems | BC-IV -40 | Methanol bath freezer |
Freeze Control controlled rate freezer | Cryologic | CL2200 | Liquid nitrogen freezer |