De hvirvlende hvalpehvalpe i Alexander Travis 'laboratorium virker ikke som medicinske vidunder. Men disse lodne vidundere er de første hunde, der er født ved hjælp af in vitro-befrugtning, en proces, der har taget mere end 30 år at udvikle til hjørnetænder.
Relateret indhold
- Hunde efterligner hinandens udtryk, også
- Sådan forberedes din Pooch til at vinde bedst i showet
- Katte får også brystkræft, og der er meget, vi kan lære af det
- Selv småbørn anerkender den overlegne tavshed hos hvalpe og killinger
In vitro-befrugtning (IVF) er processen med at befrugte et æg med sæd i et laboratorium. Vi har gjort det med succes hos mennesker og et par andre dyr siden 1970'erne, men forskere kæmpede for at finde ud af, hvordan det fungerer for hunde. Teknikken kan hjælpe med at redde truede hundearter i naturen, og i kombination med genredigeringsmetoder kan det endda hjælpe med at gøre husdyr racer sundere.
”Folk har arbejdet med dette siden IVF blev opfundet, ” siger Travis, en reproduktiv biolog ved Cornell University. "Ingen har nogensinde gjort fremskridt med IVF hos hunden. Dette er den første succes."
Problemet var delvis fordi biologer udførte eksperimenter baseret på ufuldstændig videnskab, især et papir, der blev offentliggjort i 1978 i tidsskriftet Gamete Research, der antydede, at magnesium bremsede sædcellerne.
Hunde sædceller ligner menneskelig sæd, men i modsætning til den menneskelige version er hundesæd ikke klar til at befrugte et æg med det samme. Det skyldes, at hundesæd har en belægning af kolesterol, der dækker hovedet, hvor DNA-informationen opbevares. Når sæden bevæger sig gennem en kvindelig hunds livmoder, nedbryder kemikalier inklusive magnesium belægningen. Hvis belægningen forbliver intakt, kan sædens DNA ikke befrugte ægget.
Det samme bad med kemikalier beder sædcellerne om at vifte med halen, der fungerer som en propell, hvilket hjælper det med at grave i ægget, så det kan deponere det DNA. Med magnesium kan sæden svømme hurtigere og lettere trænge ind i ægget.
Under in vitro-befrugtning er sædcellen i et reagensglas og ikke en livmoder, så forskere måtte genoprette det kemiske bad inde i hundens krop. Men ingen andre forskere troede at inkludere magnesium på grund af 1978-papiret. Uden det kan du lægge en hundesæd ved siden af et æg, og der vil ikke ske noget.
"Hvorfor ikke magnesium? Alle bruger dette medium uden at stille spørgsmålstegn ved, og det blev opfundet i 1970'erne, " siger undersøgelsen af papirets hovedforfatter Jennifer Nagashima, en reproduktiv biolog i Travis 'lab og medlem af Joint Graduate Training Program mellem Smithsonian Conservation Biology Institute og Cornells Atkinson Center for a Sustainable Future.
”Vi gik tilbage og kiggede på det, ” siger Nagashima. "Det er bestemt en livslektion - jeg sætter spørgsmålstegn ved alt nu."
Af de syv hvalpe kommer to fra en beagle-mor og en cocker spaniel-far, og fem er fra parring af beagle-fædre og -mødre. (Mike Caroll, Cornell University College of Veterinary Medicine) Tidligere forskere var også afhængige af den menneskelige IVF-proces for at designe hundeprocessen, men vores reproduktive systemer har nogle markante forskelle, som ikke blev taget i betragtning. Mennesker har ægløsning ca. en gang om måneden - hvilket betyder, at æggestokkene frigiver et æg, der er klar til befrugtning. Men hunde har ægløsning kun en eller to gange om året, og deres æg er ikke umiddelbart levedygtige.
Ved at stole på en menneskelig legems tidslinje for at arbejde med hunde fjernede forskere ægene fra den kvindelige hund for tidligt. I stedet fandt holdet, at hundeæg skal sidde inde i deres ægformer (æggeleder i mennesker) et stykke tid, før de er klar til IVF.
Da Nagashima og hendes kolleger fjernede æggene lige efter ægløsning, gødte ingen af æggene. Men da de ventede fire dage, gødtes 80 procent af æggene, rapporterer holdet denne uge i PLOS ONE .
Efter at have fjernet æggene fra hundens livmoder, placerede forskerne dem i en kultur med sædcellerne og ventede ca. 48 timer på, at blandingen skabte nye celler, hvilket betyder, at det var på vej til at blive et hundefoster. Disse celler blev derefter fjernet fra petriskålen, frosset og senere implanteret i en surrogathund.
Ud af 19 befrugtede embryoner blev syv små beagle-blandede hvalpe født den 10. juli - efter årtier med forskning.
"Du hører de første råb, og det er en ret god følelse, " siger Travis. Det næste trin er at lære at fjerne hundeæg uden at foretage større operationer.
Ved at fremme IVF-teknologi til hunde, kunne forskere øge bestanden af truede hundearter, siger Margaret Root Kustritz, en specialist i reproduktion af små dyr ved University of Minnesota. Truede canids, der er uvillige eller ude af stand til at skabe den sædvanlige måde, kunne tjene som ægdonorer og dermed sikre, at deres værdifulde gener fortsætter til næste generation.
IVF kunne også bruges til at reducere sygdom hos husdyr. Mange rene racer i dag lider af genetiske lidelser, der kunne fjernes ved hjælp af IVF og moderne genredigeringsværktøjer. Sådan forskning kan endda hjælpe vores forståelse af menneskelige sygdomme. Mens chimpanser er genetisk tættere på os, deler vi mere end 350 sygdomsegenskaber med hunde, hvilket er dobbelt så mange som enhver anden art.
”Det er et enormt positivt skridt, ” siger Root Kustritz. "Hver undersøgelse, der hjælper os med bedre at forstå normal reproduktiv biologi, hjælper os med at tænke over, hvordan vi kan bruge denne viden til at hjælpe dyr og mennesker."
Nucharin Songsasen (til venstre) og Jennifer Nagashima fra Smithsonian Conservation Biology Institute tager tre af IVF-hvalpe en tur. (Jefferey MacMillan)
