Die in vitro Produktion von Embryonen (IVP)

Die Befruchtung von Eizellen unter dem Mikroskop und die nachfolgende Kultivierung der Embryonen im Brutschrank erfordern genaues und sauberes Arbeiten.

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Das Wichtigste auf einen Blick:

  • Durchschnittlich rund 4 Embryonen
  • Trächtigkeitsraten von 60%
  • Kälber mit hohem Marktpotenzial
  • Verkürzung des Generationenintervalls
  • Funktioniert mit gesextem Samen (seleXYon)


Mehr Informationen zu den Tarifen und Kontaktdaten findest Du auf der Homepage von Swissgenetics.

Begriffserklärungen

Die einzelnen Arbeitsschritte in diesem Prozess werden international mit ähnlichen, aber doch unterschiedlichen englischen Abkürzungen bezeichnet.

Das stiftet manchmal Verwirrung in der Kommunikation

Übersicht über die Bezeichnungen und Abkürzungen der einzelnen Arbeitsschritte bei der IVP

Tätigkeit

Englische Bezeichnung

Abkürzung

Eizellentnahme vom Eierstock der Spenderin

Ovum Pick Up

OPU

Reifung der Eizellen im Reifemedium

In vitro maturation

IVM

Befruchtung der Eizellen unter dem Mikroskop

In vitro fertilisation

IVF

Pflege der frühen Embryonen im Brutschrank

In vitro culture

IVC

Gesamtprozess der Embryoproduktion im Labor

In vitro production

IVP

So geht’s bei Swissgenetics

Dr. Iulian Ibanescu, Tierarzt und Embryo-Spezialist, sagt:

«Wir gewinnen die Eizellen von den Spenderinnen auf der Embryotransfer-Station in Ins BE. Dabei arbeiten wir wie im gesamten Prozess nach den Vorgaben und Empfehlungen unseres Partners Boviteq».

Eizellqualität

Bei der Aspiration müssen die Eizellen und insbesondere ihre wolkenförmig angeordneten Versorgungszellen (Cumuluszellen) unversehrt intakt bleiben.

So geht’s bei Swissgenetics

Iulian erklärt den Ablauf im Anschluss an die Eizellgewinnung:

«Wir sortieren die Eizellen noch in Ins sofort nach ihrer Qualität.
Degenerierte Zellen nehmen wir schnellstmöglich heraus, da sie einen negativen Einfluss auf die guten Eizellen haben und deren Chancen auf Weiterentwicklung schmälern».

Suche unter dem Mikroskop

Die Eizellen werden direkt im Anschluss nach der Entnahme unter dem Mikroskop gesucht. 

Visuelle Qualitätskontrolle

Ein Qualitätsmerkmal ist der erhaltene intakte Cumulus aus Versorgungszellen um die Eizelle. 

Wiederfindungsrate

Der Vergleich der Anzahl der punktierten Follikel am Tier mit den unter dem Mikroskop gefundenen Eizellen dient als Kontrollpunkt.

Schutz der Brauchbaren

Degenerierte Eizellen oder solche mit beschädigtem Cumulus müssen möglichst schnell aussortiert werden. 

Ins Reifemedium

Die Eizellen guter Qualität werden in ein Transport- und Reifemedium umgesetzt (In vitro Maturation). 

Transport ins IVP-Labor

Bei 38°C halten sich die Eizellen im Transportmedium problemlos 24 Stunden. Sie sie reifen dort, um danach befruchtet werden zu können.

Voraussetzungen für Erfolg in der IVF

Für die Befruchtung im Labor braucht es sorgsames Arbeiten, einen strukturierten, geregelten Ablauf, standardisierte Bedingungen und viel Knowhow.

So geht’s bei Swissgenetics

Iulian erklärt die Planung:

«Da wir immer mittwochs in Ins punktieren, geht es jeweils an einem Donnerstag in Mülligen weiter. Dann müssen wir die frischen Eizellen befruchten und am selben Tag auch noch die Embryonen aus der Vorwoche in Pailletten aufziehen und einfrieren».

Bedingungen im IVF-Labor

Wichtig für eine erfolgreiche Embryoproduktion sind auch die Umweltbedingungen im Labor.

Denn Eizellen sind sehr licht- und temperaturempfindlich.

Dunkelheit

 

So geht’s bei Swissgenetics

Iulian erzählt:

«Unsere Labore sind dunkel. Die einzige Lichtquelle sind die Beleuchtung des Mikroskops und ein zusätzliches, kleines Lämpchen, damit man nicht im Labor herumstolpert».

Wärme

 

So geht’s bei Swissgenetics

Iulian erzählt:

«Das IVF-Labor in Mülligen und auch das kleine Labor in Ins sind konstant auf sommerliche 29°C gewärmt». 

Saubere, trockene Luft

 

So geht’s bei Swissgenetics

Iulian erzählt:

«In Mülligen haben wir eine hochkomplexe Lüftungsanlage. Sie wechselt die Luft 15-mal pro Stunde, filtriert und reinigt diese. Die Luftfeuchtigkeit im Labor muss extrem nieder sein».

Keimfreiheit

 

So geht’s bei Swissgenetics

Iulian erzählt:

«Wir tragen Mundschutz und langärmlige Labormäntel - und waschen gefühlt 100mal am Tag die Hände. Ausserdem ist im Labor ein Fussboden verlegt, der sich nicht statisch auflädt.». 

Ablauf der IVF

Vorbereitung der Medien

Eizellen aus dem Reifemedium

Waschen der gereiften Eizellen

Eizellen ins Fertilisationsmedium

Auftauen der Samendose

Aufbereitung der Spermien

Spermienzentrifuge

Samenanalyse

Detetektion der vitalen Spermien

Entnahme der vitalen Spermien

Spermien zu den Eizellen

Spermien und Eizellen

Flexible Anpaarungen

In jeder Punktionsrunde können grundsätzlich verschiedene Stiere flexibel eingesetzt werden.

Auch die Befruchtung mit gesextem Sperma ist möglich.

So geht’s bei Swissgenetics

Iulian bremst ein wenig:

«Der Züchter kann momentan zwei Stiere zur Befruchtung der Eizellen aus einer OPU-Sitzung auswählen - wenn wir mindestens 18 Eizellen zur Verfügung haben. Sind es weniger, dann arbeiten wir nur mit einem Stier. Ist der gewünschte Samen nicht bei Swissgenetics verfügbar, muss der Züchter ihn zum IVF-Labor bringen». 

Spermienreifung

Nur ausgereifte Spermien können die Eizelle befruchten. Diese «Kapazitation» geschieht normalerweise im Eileiter der Kuh. Im Labor werden die Verhältnisse dort simuliert.

Interessant: Jeder Stier braucht andere Bedingungen, damit seine Samenzellen jeweils am besten befruchten. 

So geht’s bei Swissgenetics

Iulian erklärt, wie das Team in Mülligen profitiert:

«Unser Partner Boviteq hat eine grosse Datenbank angelegt, welcher Stier unter welchen Verhältissen am besten funktioniert. Dort können wir jeweils nachschauen und die passenden Voraussetzungen schaffen. So wird nichts dem Zufall überlassen – zumindest nicht bei Stieren, die international eingesetzt werden».

Ab in den Brutschrank…

Eizellen und Spermien werden dann in einen Brutschrank gestellt.

Die empfindlichen Zellen brauchen kontrollierte Bedingungen, damit es zur Befruchtung kommt.

So geht’s bei Swissgenetics

Iulian berichtet:

«Auch bei den Verhältnissen, die im Brustschrank herrschen müssen - der Temperatur, der Gasmischung, dem Verhältnis von Sauerstoff und CO2 usw. – richten wir uns strikt nach den Vorgaben aus Kanada».

Am nächsten Tag - Tag +1

Nach rund einem Tag werden die Eizellen in eine neue Kulturlösung umgesetzt.

Dabei werden die Cumuluszellen, die die Eizelle bereits auf dem Eierstock umhüllt haben, sowie die überschüssigen Spermien entfernt.

Man simuliert auch damit die natürlichen Bedingungen.

So geht’s bei Swissgenetics

Iulian eklärt:

«Dieser Arbeitsschritt ist sehr wichtig: Absterbende Cumuluszellen oder tote Spermien haben einen negativen Einfluss auf den jungen Embryo und schädigen diesen stark».

Tag +4

Nach vier Tagen erkennt man, ob sich die befruchteten Zellen während der letzten Tage geteilt haben oder nicht.

Diejenigen, in denen keine Zellteilung stattgefunden hat, kann man aussortieren.

So geht’s bei Swissgenetics

Iulian sagt:
«In unserem Arbeitsablauf kontrollieren wir montags die Zellteilung. Falls es nicht funktioniert hat und sie übers Wochenende nicht stattgefunden hat, sieht man das zu diesem Zeitpunkt. Ob man aus einer Punktion wirklich Embryonen bekommt, kann man allerdings erst am Mittwoch beurteilen».

Nach einer Woche - Tag +7

Eine Woche nach der Befruchtung und vielen Zellteilungen erreichen die Embryonen das Blastozysten-Stadium.

Rinderembryonen aus IVF werden in diesem Entwicklungsstadium eingefroren. 

So geht’s bei Swissgenetics

Iulian erklärt:

«Auch Embryonen, die sich in den ersten Tagen teilen, können später immer noch absterben oder in der Entwicklung zurückbleiben. Das definitive Ergebnis des Versuchs, das wir dann auch dem Züchter mitteilen können, haben wir erst am Donnerstag – eine Woche nach der Befruchtung».

Unsere Empfehlung

«Zellteilung in der frühen Embryonalentwicklung» bedeutet eigentlich was?  
Ein Zeitraffer-Video der ETH-Zürich zeigt es Dir.
Am Ende dieses Videos schlüpft die Blastozyste schliesslich aus ihrer Hülle.
Im IVP-Labor werden die Embryonen allerdings bereits vorher eingefroren oder übertragen.  

Einfrieren oder übertragen

Wie Embryonen aus konventioneller Embryogewinnung können IVP-Embryonen können in flüssigem Stickstoff gelagert und später auf ein passendes Empfängertier übertragen werden. 
Wenn Empfängerinnen bereit stehen, können IVP-Embryonen -wie die konventionellen auch- frisch übertragen werden.

So geht’s bei Swissgenetics

Iulian bedauert:

«Momentan haben wir noch nicht die Möglichkeit, Embryonen frisch zu übertragen. Das ist ein Manko, aber zurzeit organisatorisch nicht zu lösen. Wir hätten gerne mehr Spielraum mit Embryonen von weniger guter Qualität, die das Einfrieren schlechter wegstecken. Wir suchen momentan eine Lösung!

Vorteile der IVP zur Embryoproduktion

Pro Zeiteinheit können mehr interessante Anpaarungen mit einer Spenderin durchgeführt werden.

Man kann die IVP daher als «effizienter» als die konventionelle Embryogewinnung durch Spülen bezeichnen.

So geht’s bei Swissgenetics

Dr. Ulrich Witschi, Bereichsleiter Produktion erklärt:

«Das Interesse von Swissgenetics begründet sich klar durch die Genetikentwicklung. Hier ist die in vitro-Fertilisation deutlich flexibler. Es können schneller mehr Embryonen erzeugt und der Hormoneinsatz gesenkt werden. Wertvolle weibliche Tiere können breiter genutzt werden».

Embryo Know How