Opsamling af ubefrugtede æg fra køer med efterfølgende befrugtning og udvikling af embryoner i laboratoriet (IVP) er blevet en attraktiv metode i avl og produktion. IVP muliggør nemlig produktion af embryoner fra udvalgte dyr, herunder unge kvier og tyre, med genomisk test af embryonerne inden eventuel overførsel til recipienter (modtagere af et befrugtet æg).

Der mangler dog en bedre forståelse af biologien og genetikken i processen for at få det fulde udbytte af IVP. Formålet med dette forsøg er derfor at undersøge sammenhængen mellem gener, der udtrykkes i livmoderen, og chancen for at en drægtighed etableres efter IVP og overførsel til recipient.

Sammenligning af børslimhinden hos drægtige og ikke-drægtige køer

Vi har i de seneste måneder analyseret vævsprøver fra børslimhinden udtaget fra 1.-3. laktations køer på Dag 6-8 i brunstcyklus. Køerne fik i den efterfølgende cyklus overført et reagensglasbefrugtet (IVP) embryon og blev slagtet 3-6 uger senere. Ved slagtning blev køerne diagnosticeret som drægtige eller ikke-drægtige.

Formålene med forsøget var at undersøge, hvilke gener som blev udtrykt i børslimhinden hos køer, som senere blev drægtige, i forhold til de køer som ikke blev drægtige samt at evaluere fosterkvaliteten på baggrund af længde, morfologi og udviklingstidspunkt for organer og kropsdele. På denne måde ønskede vi at karakterisere ”den gode recipient”, som har en højere chance for drægtighed efter overførsel af et IVP embryon.

Forskelle i udtrykket af gener i børslimhinden
Undersøgelserne af børslimhinden viste forskelle i udtrykket af 115 gener hos køer, som senere blev drægtige i forhold til køer, som ikke blev drægtige. De involverede gener har betydning for ernæring af embryonet i børen før implantation, organiseringen af børslimhinden i forhold til implantationsprocessen samt reguleringen af koens immunforsvar.

Vurdering af fostrenes kvalitet

Evalueringen af 11 ud af i alt 12 fostre viste en normal morfologi og udviklingsrækkefølge af ydre og indre strukturer (Fig. 1), mens ét foster havde stoppet udviklingen og var degenereret (Fig. 2). Sammenligning med tidligere studier viste desuden, at de yngste IVP fostre (26-35 dage gamle) var kortere sammenlignet med observationer på drægtigheder opnået ved inseminering. Disse afvigelser kan skyldes nedsat ægkvalitet, muligvis pga. in-vitro produktionen (dvs. produktionen af embryoner i laboratoriet), men kan også skyldes forhold hos recipienten resulterende i et børmiljø, der var ude af stand til at understøtte en normal embryoudvikling.

Figur 1. Ydre (a) og indre (b) karakteristika af Dag 33 embryon. På (a) ses hovedet med anlæg til øje (Ø) samt forstadier til for (FB)- og bagben (BB). Desuden ses forstadie til nyren (N), lever (L) og hjerte (H). På (b) ses et vævssnit med forstadie til nyre (N), lever (L) og hjerte (H).

Figur 2. Ydre (a) og indre (b) karakteristika af degenereret Dag 45 embryon. På (a) ses hovedet med anlæg til øje (Ø) samt forstadier til for (FB)- og bagben (BB). Det kan ses, at embryonet har en anden farve og vævstæthed sammenlignet med det levende embryon i Fig. 1a. På (b) ses et vævssnit af samme embryon med forstadie til nyre (N) og hjerte (H). Igen ses at vævet har en anden farve og en mere uorganiseret struktur sammenlignet med Fig. 1b.

Fremtidsperspektiver

I fremtiden ønsker forskerne at afprøve resultaterne på et større antal dyr for at finde biomarkører til udvælgelse af recipienter i forbindelse med embryooverførsel. Sådanne markører vil på længere sigt evt. kunne implementeres i genomisk selektion. Desuden har forsøgets resultater givet et godt indblik i de biologiske hændelser, som er betydningsfulde i den tidlige drægtighed. Dette kan bruges i den fortsatte forskning inden for forbedring af in-vitro embryoners kvalitet samt til forberedelse og udvælgelse af recipienter før embryo overførsel.

Du kan læse mere om projektet på http://gift.ku.dk/ samt i Ny Kvægforskning, juni 2016

Flere oplysninger

Hanne Skovsgaard Pedersen, Institut for Husdyrvidenskab, Aarhus Universitet

E-mail: Hanne.Skovsgaard@anis.au.dk