ICSI vznikla před téměř 50 lety z čistě vědeckého zájmu, a to v roce 1976 za použití oocytů a spermií křečka. První úspěšná ICSI u lidí vedoucí k narození dítěte proběhla až v roce 1991, kdy ji provedl italský embryolog Gianpiero Palermo. Od té doby je ICSI velmi oblíbená a v podstatě výhradně používaná humánní medicíně; zájem o ni je ale i u laboratorních zvířat, a i v oblasti výzkumu a produkce embryí hospodářských zvířat. U laboratorních a hospodářských zvířat se v podstatě výhradně používá piezo ICSI, při které se pro průnik přes obaly oocytu využívá slabého piezoelektrického pulsu, kdy pipeta pak připomíná miniaturní sbíječku. Díky tomu, že je spermie injikována přímo do oocytu, mohou být k produkci zygot použity pohlavní buňky pocházející od různých živočišných druhů, které by v přirozené plemenitbě neměly šanci se spojit. V přírodě je vzájemnému rozmnožování odlišných druhů zabráněno mimo jiné tak, že každý druh má rozdílné mechanismy právě v komunikaci spermie a oocytu. Díky interspecifické ICSI lze hodnotit parametry samčího prvojádra, tedy genetické informace spermií bezprostředně po oplození. Naše oddělení (biologie reprodukce, VÚŽV v. v. i.) se zabývá mimo jiné použitím iICSI k hodnocení poškození DNA dlouhodobě uchovávaných dávek spermatu. To nám pomáhá vyhodnotit jaký způsob uchování je pro sperma daného druhu optimální a modifikovat tak postupy mražení.
Při procesu lyofilizace, který je známý také pod pojmem sušení mrazem, dochází k řízené dehydrataci vzorku, který se zbaví veškeré vody a vzorek tím pádem může být skladován téměř po dobu neurčitou. Spermie bez vody samozřejmě nepřežije, ale její genetická informace zůstává nedotčená. Spermie jsou tedy po lyofilizaci „mrtvé“, protože ztrácejí svou pohyblivost. Díky ICSI je ale možné k oplození použít i spermie, které pohyblivé nejsou. Ostatně proto byla tato metoda vyvinuta. Lyofilizované spermie si přes ztrátu motility zachovávají téměř netknutou DNA, na rozdíl od kryokonzervovaných spermií, u kterých může dojít k jejímu poškození. Oproti kryokonzervovanému spermatu, kdy musí být dávky neustále uchovávané v tekutém dusíku, má lyofilizované sperma tu výhodu, že se dá uchovávat buď v lednici nebo dokonce i při laboratorní teplotě po neomezenou dobu. Vědci z japonské univerzity v Yamanashi dokonce zkoušeli lyofilizované myší spermie posílat v obálkách poštou. Doručené spermie byly posléze úspěšně použity pro produkci živých potomků.
Plemena patřící do kategorie genetických zdrojů, tedy původní plemena hospodářských zvířat, která se v minulosti chovala na našem území, si zachovávají jedinečné geny a vlastnosti, o které moderní plemena, která jsou šlechtěna především na co nejlepší užitkovost, mnohdy přicházejí. Tyto “ztracené” geny by mohly hrát důležitou roli při šlechtění nových plemen jako zdroj odolnosti vůči různým onemocněním a odolnosti vůči měnícím se podmínkám životního prostředí.
Proto je velmi důležité, aby čistokrevná původní plemena, nebo alespoň jejich genetická informace, byla i nadále zachována. V současné době se uplatňuje několik programů zachování genových rezerv. Kryokonzervovaný materiál je uchováván v genobankách, které, aby v nich mohl být genetický materiál uchováván, musí splňovat určitá kritéria. Mezi tato kritéria patří například konstrukční odolnost vůči všem přírodním vlivům, biologická bezpečnost, možnost připojení k internetu a vedení evidence. Je nutné dodržovat velice propracovaný provozní řád a bezpečnostní opatření nebo zhotovení duplikátů důležitých materiálů, které jsou uloženy v jiné genobance. V České republice se do kategorie genetických zdrojů řadí několik plemen se zástupci ze skupin skotu, koní, prasat, ovcí, koz, králíků, nutrií, drůbeže, ryb a včel.
Mgr. Kristýna Vacková, Ing. Jana Rychtářová, PhD., Biologie reprodukce, Výzkumný ústav živočišné výroby, v. v. .i.
Podrobněji v časopisu Náš chov 9/2022.*
