Szukając szpicy genetyki
Prawidłowy rozród krów mlecznych determinuje całą hodowlę bydła i stanowi kluczowy punkt w pracy z każdym stadem tych zwierząt. Nie dziwi zatem fakt, że stale jest rozwijany i udoskonalany. O nowoczesnych metodach rozrodu i o tym, czy zyskują one zaufanie hodowców, rozmawialiśmy z doktorem Piotrem Skupem z Weterynaryjnego Centrum In Vitro „Bovisvet”.
rozmawiał: Mateusz Uciński
Panie doktorze, skąd taki duży postęp w nowoczesnych systemach rozrodu bydła? Na przestrzeni ostatnich lat dokonał się ogromny przełom w tej dziedzinie.
Warto zacząć od samej inseminacji, bo był to pierwszy krok milowy w rozrodzie bydła. To umożliwiło hodowcom dostęp do najlepszych buhajów z całej światowej puli genetycznej, gdzie oprócz pożądanych cech oferuje się im buhaje zdrowe i przebadane. Nie muszą korzystać z rozpłodników gdzieś „po sąsiedzku”, które mogą nieść wiele wad. Jest to kluczowe, a do tego dochodzi kwestia wygody. Trudno już sobie wyobrazić wysoko towarowe gospodarstwa z kryciem haremowym, przy którym nie jesteśmy w stanie panować nad planowaniem rozrodu czy harmonogramem wycieleń. Zwłaszcza że w takich hodowlach zwierzęta są podzielone na grupy technologiczne i nikomu nie zależy, żeby te sztuki wycielały się w 80 procentach w ciągu jednego czy dwóch miesięcy. Dlatego w dużych gospodarstwach planuje się rozród, kieruje się nim i steruje, od tego są programy hormonalne. Celem takich działań jest to, aby liczba wycieleń w poszczególnych miesiącach była bardzo podobna. Bardzo istotną kwestią jest fakt, że podczas inseminacji możemy tworzyć konkretne genetyczne linie stada. W dobie wyceny genomowej, oprócz standardowych cech funkcjonalnych i produkcyjnych, są także cechy jakościowe, na które teraz przede wszystkim się zwraca uwagę. Mówię tu o trendach związanych z kappa-kazeiną i beta-kazeiną, a także o cechach ściśle ekonomicznych, czyli indeksach wykorzystania paszy czy indeksach ekonomicznych. Używając „sąsiedzkich” buhajów, nie byłoby to możliwe, gdyż nie są one tak gruntownie przebadane.
Jaka jest zatem Pana zdaniem rola embriotransferu?
To już jest tak naprawdę najwyższy poziom, jaki możemy sobie wyobrazić w rozrodzie bydła. Pytano mnie często i sam też zadawałem sobie to pytanie: kto będzie moim klientem? U kogo mam przeprowadzać embriotransfer, u kogo mam pobierać lub komu mam sprzedawać embriony? Okazało się, że tego wcale nie warunkuje wielkość gospodarstwa. Tak naprawdę hodowcą zainteresowanym biotechnologią i przenoszeniem zarodków, obojętnie czy metodą płukania, czy OPU, jest taki właściciel stada, który powiedział sobie: dość, ja już nie dostawiam zwierząt! Mam optymalne stado, nie mogę mieć już nawet jednej krowy więcej! Kompletnie nie ma znaczenia, czy w hodowli jest 50–60 krów dojonych jednym robotem, czy hodowla jest większa i nowocześniejsza. Hodowca podejmuje decyzję, że potrzebuje 60 idealnych zwierząt, które będą szybko oddawały mleko i posiadały cechy dostosowane do prowadzonej przez niego hodowli. Dlatego nasza klinika posiada wielu klientów zainteresowanych embriotransferem, od małych rodzinnych gospodarstw po duże przemysłowe hodowle. Ten sposób rozrodu jest idealny do podniesienia jakości i szlifowania cech pożądanych w swoim stadzie. Zaznaczyć trzeba, że jest to także znak czasów. Hodowcy inwestujący w genetykę posiadają na ogół zwierzęta o pożądanym niegdyś zestawie cech i pragną teraz zrobić kolejny krok naprzód, celując zarówno w jakość utrzymywanych stad, jak i w wysoką gatunkowość produkowanego mleka. Do tego dochodzi również zainteresowanie wspomnianym przeze mnie wcześniej indeksem wykorzystania paszy, co w obecnych czasach stale drożejących surowców ma ogromne znaczenie. Zwłaszcza w dużych stadach widać skalę tego, jak wartościowe są zwierzęta lepiej wykorzystujące podawane im pożywienie, czyli takie, które zjedzą odpowiednio mniej w stosunku do zachowanej na tym samym poziomie produkcji mleka.
Wspominał Pan o metodzie OPU, która różni się od standardowego płukania zarodków. Proszę wyjaśnić pokrótce te różnice.
Zacznę od pewnego spostrzeżenia. Zauważyłem, że hodowle, które kiedyś płukały embriony, teraz korzystają z metody OPU. Polega ona na pobieraniu niedojrzałych komórek jajowych (oocytów) od dawczyń za pomocą igły punkcyjnej pod kontrolą USG. Następnie oocyty poddawane są procedurze dojrzewania, a po dobie następuje ich zapłodnienie w warunkach laboratoryjnych. Po około siedmiu dniach prawidłowe zarodki najlepszej klasy transferowane są jako świeże do przygotowanych uprzednio krowich biorczyń lub mrożone w ciekłym azocie. Daje to niesamowitą przewagę nad klasycznym płukaniem, dlatego że jesteśmy w stanie pobierać komórki od zwierząt 6-, 7-miesięcznych, czyli szybciej uzyskujemy to nowe pokolenie, na którym nam przecież zależy. Do tego metoda OPU nie zaburza cyklu produkcyjnego, co jest kluczowe w rozrodzie. Jeżeli pobieramy oocyty od 6-, 7-miesięcznej jałówki i robimy to co dwa tygodnie, to do momentu, kiedy w normalnym cyklu byłaby ona inseminowana, czyli w okolicach 13.–15. miesiąca, jesteśmy w stanie uzyskać od niej mnóstwo embrionów i stworzyć wiele linii, na których nam zależy. Daje to dodatkowy okres połowy roku! Przy klasycznym płukaniu zarodków zwierzę musi być dojrzałe płciowo. Jałówka musi osiągnąć odpowiedni wiek, czyli wspomniane 13–15 miesięcy, wtedy dopiero płuczemy ją co dwa miesiące. Po 3–4 sesjach okazuje się, że mamy jałówkę 18-miesięczną, którą dopiero inseminujemy i która ocieli się w wieku trzech lat! Taką sztukę doimy później, co też ma swoje odbicie w procesach metabolicznych. Oprócz tego w metodzie OPU wykorzystuje się o wiele mniej nasienia, bo np. na dziesięć dawczyń potrzebujemy pół słomki, a nie 4–5 porcji bardzo drogiego nasienia, jak to ma miejsce przy płukaniu zarodków.
A jaki ma wpływ metoda OPU na płodność zwierząt?
Nie ma absolutnie żadnego wpływu. Ani pozytywnego, ani – co ważniejsze – negatywnego. Niczego nie zaburza. W przypadku klasycznego płukania zarodków tak już nie jest. Powszechne jest stwierdzenie, że krowy się zużywają, kiedy dochodzi do owulacji, bo jajniki z czasem wytwarzają mniej pęcherzyków i płodność się obniża. W przypadku metody OPU w ogóle nie dochodzi do owulacji, bo te pęcherzyki wzrastają, my je nakłuwamy, a one potem nadal wzrastają. Jest to cyklicznie robione co dwa tygodnie. I to również nie ma negatywnego wpływu ani na zdrowie, ani na płodność tych zwierząt. Powiem więcej, w metodzie OPU możemy pobierać oocyty od cielnych zwierząt. Znaczy to, że do 3.–4. miesiąca od zainseminowanej krowy jesteśmy w stanie pozyskiwać oocyty, nie wpływając ani na laktację, ani na okres międzywycieleniowy. Przewagą tej metody jest także to, że oocyty możemy pozyskiwać również od martwych sztuk, czyli jeżeli niestety ubędzie nam krowa, na której nam zależało, a dostarczymy do ośmiu godzin od zgonu jej jajniki, to istnieje bardzo wysokie prawdopodobieństwo, że i z nich uzyskamy oocyty i stworzymy embriony.
Szczerze mówiąc, brzmi to trochę jak fantastyka naukowa…
Zapewne jeszcze niedawno tak byłoby to odbierane. Jednak nauka cały czas się rozwija, pojawiają się nowe możliwości, które staramy się eksplorować. Można powiedzieć, że poszukujemy szpicy genetyki.
Wiadomo mi, że Pańska klinika prowadzi także badania.
Tak, pracujemy obecnie nad udoskonaleniem metody dojrzewania oocytów, a także nad witryfikacją oocytów, czyli ich kriokonserwacją. Chodzi w tym o to, że są super topowe zwierzęta – na przykład krowy tzw. stutysięcznice. Okazuje się, że jedna z nich ma już sporo potomstwa, ale pula dostępnych buhajów wydaje się nam już w jej przypadku wykorzystana. Jednocześnie nie wiemy, co będzie za pięć, siedem czy dziesięć lat. Wiadomo, że krowy o takich wydajnościach i w takim wieku nie są wieczne, ale można od nich pobrać oocyty, zakonserwować je kriogenicznie i niech czekają na lepsze czasy. Jednocześnie mamy tę sztukę zgenotypowaną. I może za kilka lat pojawić się chłopak, który idealnie będzie pasować do tej dziewczyny. Wtedy rozmrażamy jakąś pulę jej oocytów i tworzymy embriony. Właśnie nad tym, aby było to możliwe i bezpieczne, pracujemy.
Jak długo można przechowywać oocyty?
Dostępne są badania, z których wynika, że jest to okres 40–50 lat, dokładnie tak, jak w przypadku nasienia i embrionów. Nie jest potwierdzone, że po wspomnianym okresie będą one bezużyteczne, dlatego przyjęło się uznawać, że kriokonserwacja w ciekłym azocie może być bezterminowa. Wracając do badań i metody OPU, trzeba wspomnieć jeszcze o jednej bardzo istotnej rzeczy. W pracy nad tym typem rozrodu, który cały czas jest w pewnym stopniu nowatorski, bardzo istotne są szczegóły. Aby osiągnąć efekty, trzeba liczyć się z wieloma elementami. Jest to kwestia ustawienia sprzętu w laboratorium, odpowiedniego ogrzewania czy wentylacji tego pomieszczenia. Może się okazać, że nowa partia tipów do pipet jest w jakiś sposób toksyczna i niweczy nasze starania. Mimo to świat w widocznym i coraz bardziej zdecydowanym kierunku zwraca się właśnie ku metodzie OPU.
Jak Pan widzi przyszłość rozrodu bydła?
Moim zdaniem coraz więcej będzie genomowanych stad, czyli de facto przyszłością będą hodowle stawiające na wysoką jakość swoich zwierząt. Do tego myślę, że właściwą perspektywą dla rozrodu bydła będzie podążanie za aktualnymi i pożytecznymi trendami. Tak jak teraz jest to tworzenie stad krów z genem mleka A2A2. Należy pamiętać, że wygrywają ci, którzy są pierwsi! Tak było, jest i będzie zawsze. Gdy pierwsza mleczarnia wzbogaci swój asortyment o takie mleko, to jej śladem zaraz pójdą kolejne. Co do technologii w rozrodzie, to pozostanie inseminacja, ale zapewne zniknie płukanie zarodków, albo będzie go bardzo mało, a prym będą wiodły laboratoria OPU. Zdecyduje o tym ekonomia, która zdecydowanie bardziej sprzyja tej metodzie. Zagrożeniem dla przyszłości rozrodu jest niewątpliwie zawężanie puli genetycznej, którą obecnie dysponujemy. Trzeba do tego podchodzić bardzo mądrze, aby za jakiś czas nie okazało się, że stworzyliśmy stada, które są na przykład bardzo podatne na bakterię coli. Należy dalej zwracać uwagę na cechy funkcjonalne, eliminować inbred i korzystać z programów do doborów, zapewniających odpowiednie kojarzenia w naszych stadach. Muszę tutaj jednocześnie zaznaczyć, że w Polsce przez ostatnie lata bardzo zmieniła się świadomość hodowców, którzy docenili i przekonali się do korzyści, jakie niesie ze sobą nowoczesna technologia wspierająca rozród, i jak dużą rolę odgrywa w tym genetyka.
