Schwerpunkt: „Reproduktionsmedizin“ - Tierärztliche Hochschule ...

Institut für Tierzucht der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft Mariensee (FAL)
Niedersächsisches Landgestüt Celle
Veterinärfakultät der Universität Sydney
Abb. 2: High-Speed Flowzytometer zur Trennung von Spermien
(MoFlo Sx, Dakocytomation)
und je Eizelle nur eine Samenzelle zur Verfügung stehen musste.
Dieses Verfahren ist allerdings technisch aufwendig und erfordert
relativ hohe Investitionen für eine Mikromanipulationseinheit. Das
Verfahren ist aber dann sinnvollerweise einzusetzen, wenn nur
wenige oder nicht mehr funktionsfähige Spermien zur Verfügung
stehen, wie dies häufig bei bedrohten Tierarten vorkommt. Für viele
dieser Tierarten wurden noch keine Spermakonservierungsverfahren
entwickelt; hier kann über ICSI versucht werden, gereifte Eizellen
mechanisch zu befruchten.
Für den Routineeinsatz von gesextem Sperma muss die Besamung
auch beim Schwein das Mittel der Wahl sein. Üblicherweise werden
pro Besamung mindestens 1 Milliarde Samenzellen, evtl. auch
mehrmals pro Rausche, verwendet. Um die Schweinebesamung
mit gesextem Sperma zu ermöglichen,
musste daher zunächst ein
Besamungskatheter entwickelt werden,
der es erlaubt, das Sperma tief
im Uterushorn kurz vor der utero-tubalen
Verbindung zu platzieren. Damit
lassen sich Spermaverluste vermeiden.
Von mehreren Typen hat sich ein
in Spanien entwickeltes Instrumentarium
als besonders geeignet erwiesen
(Firflex®). Hiermit kann die Besamungsdosis
auf ca. 50 Millionen Spermien
reduziert werden. Erste Ferkel
aus der Besamung mit gesextem
Sperma wurden 2003 in Mariensee
geboren. Dennoch bedeutet eine
Spermadosis von 50 Millionen Spermien
eine Sortierdauer von 3 bis 5
Stunden, was zeigt, dass ein Routineeinsatz
für die Erstellung von Endprodukten
kaum rentabel sein wird. Ein
Ausweg bietet evtl. die Tiefgefrierung
von Ebersperma. Allerdings müssen
hierzu bekannte Einfrierverfahren
stark modifiziert werden. Dies wird
gegenwärtig in Mariensee in Zusammenarbeit
mit den Universitäten in
Sydney und Murcia erarbeitet.
Abb. 3: Sortierdiagramm für Hengstsperma
Pferd: Auch bei der Pferdebesamung besteht prinzipiell die Anforderung
einer relativ hohen Spermadosierung. In Kombination mit der
hysteroskopischen Besamung wurden in den USA, Argentinien,
Australien und Deutschland mehrere Fohlen aus gesextem Sperma
geboren. In Zusammenarbeit mit dem Landgestüt Celle und der
Universität Sydney wird zurzeit an einem neuen Tiefgefrierverfahren
geforscht, das in Anlehnung an die Ergebnisse aus Gefrierversuchen
mit Schweine- und Rindersperma die Belastungen beim
Sortieren und Tiefgefrieren mindern soll. Erste Ergebnisse zeigen,
dass mit dem gewählten Einfrierprotokoll Hengstspermien nach
dem Sortierprozess eingefroren werden können und dabei eine
ausreichende Bewegungsaktivität und Membranintegrität nach dem
Auftauen erhalten bleibt. Beim Vergleich eines computergesteuerten
Gefrierprozesses war kein Unterschied gegenüber einem einfachen
Verfahren im Stickstoffdampf zu erkennen. Auch zwischen
zwei Verdünnersystemen (INRA 82 und LactoseEDTA) bestand
kein nachweisbarer Unterschied. Während bei allen geprüften Verfahren
die Motilität durch die Kombination von Sortier- und Gefrierprozess
deutlich abnahm, blieben Membranintegrität und morphologische
Parameter unbeeinflusst gut. Gegenwärtig muss die Besamung
dennoch sehr genau auf den Ovulationszeitpunkt terminiert
werden, da nach dem Auftauvorgang die Überlebenszeit der
Hengstspermien auf wenige Stunden beschränkt ist.
Einen zusätzlichen Aspekt untersucht man derzeit an der Universität
Sydney. Hier wird zunächst tiefgefrorenes Sperma von Schafböcken
und Hengsten aufgetaut, im Flowzytometer sortiert, anschließend
wieder eingefroren und zum Gebrauchstermin erneut aufgetaut.
Das Sperma dieser beiden Spezies ist ausreichend widerstandsfähig,
um den Prozess zu überstehen und um zur In-vitro-
Befruchtung verwendet werden können. So könnte es bald häufiger
heißen: Herr Doktor, bitte ein Stutfohlen!
a) Jeder rote Punkt repräsentiert eine Samenzelle, Anhäufungen färben sich über gelb nach grün. Zwei deutliche
Populationen (X-und Y-chromosomale Spermien) sind zu erkennen.
b) Elektronische Aufbereitung nach Gating. Rotes und blaues Fenster dienen der Sortierentscheidung
c) Separation der Spermienpopulation nach DNA Gehalt (counts: DNA Gehalt).
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