הגורים המסתלבים והמתלמדים במעבדה של אלכסנדר טרוויס אינם נראים כמו פלאים רפואיים. אבל הפלאים הפרוותיים הללו הם הכלבים הראשונים שנולדו תוך שימוש בהפריה חוץ גופית, תהליך שלקח יותר מ 30 שנה לפיתוח כלבים.
תוכן קשור
- כלבים מחקים את הביטויים של זה, מדי
- כיצד להכין את הפוך שלך לנצח הטוב ביותר במופע
- חתולים חולים בסרטן השד מדי, ויש המון שאנו יכולים ללמוד מכך
- אפילו פעוטות מכירים בקטנה מעולה של גורים וחתלתולים
הפריה חוץ גופית (IVF) היא תהליך הפריית ביצה עם זרע במעבדה. אנו עושים זאת בהצלחה בבני אדם וכמה בעלי חיים אחרים מאז שנות השבעים, אך מדענים נאבקים להבין כיצד זה עובד לכלבים. הטכניקה יכולה לעזור להציל מינים של כלבים בסכנת הכחדה בטבע, ובשילוב טכניקות עריכת גנים, עשויה אף לסייע להפוך את גזעי הבית לבריאים יותר.
"אנשים עובדים על זה מאז שהומצא הפריה חוץ גופית, " אומר טרוויס, ביולוג רבייה מאוניברסיטת קורנל. "איש מעולם לא התקדם עם IVF בכלב. זו ההצלחה הראשונה."
הבעיה הייתה חלקית מכיוון שביולוגים ביצעו ניסויים על בסיס מדע לא שלם, בפרט מאמר שפורסם בשנת 1978 בכתב העת Gamete Research שהציע כי מגנזיום האט את זרע.
זרע של כלבים נראה דומה לזרע אנושי, אך בניגוד לגרסה האנושית, זרע הכלבים אינו מוכן להפרות ביצה מייד. הסיבה לכך היא שלזרע הכלבים יש ציפוי של כולסטרול המכסה את ראשו, שם נשמר מידע ה- DNA. כאשר זרע עובר ברחם של כלבה נקבה, כימיקלים כולל מגנזיום מפרקים את הציפוי הזה. אם הציפוי נשאר שלם, ה- DNA של הזרע לא יכול להפרות את הביצה.
אותה אמבטיה של כימיקלים אומרת לזרע להתנדנד בזנבו, אשר פועל כמו מדחף, ועוזר לו להתפרץ לביצה כדי שיוכל להפקיד את ה- DNA ההוא. בעזרת מגנזיום הזרע יכול לשחות מהר יותר ולחדור בקלות רבה יותר לביצה.
במהלך הפריה חוץ גופית הזרע נמצא במבחנה ולא ברחם, ולכן המדענים נאלצו ליצור מחדש את האמבטיה הכימית בגוף הכלב. אך אף מדען אחר לא חשב לכלול מגנזיום בגלל העיתון משנת 1978. בלעדיו אתה יכול לשים זרע של כלב ליד ביצה ושום דבר לא יקרה.
"מדוע לא מגנזיום? כולם משתמשים במדיום הזה בלי להתלבט, והוא הומצא בשנות השבעים", אומרת המחקר הראשי של העיתון ג'ניפר נגאשימה, ביולוגית רבייה במעבדה של טראוויס וחברה בתכנית ההדרכה המשותפת של הסמסטוניאני. המכון לביולוגיה בשימור ומרכז אטקינסון של קורנל לעתיד בר-קיימא.
"חזרנו והסתכלנו על זה", אומר נגאשימה. "זה בהחלט שיעור חיים - אני מטיל ספק בהכל עכשיו."
מבין שבעה גורים, שניים הם מאם ביגל ואב קוקר ספניאל, וחמישה הם מזיווגים של אבות ביגל ואמהות. (מייק קרול, המכללה לרפואה וטרינרית באוניברסיטת קורנל) חוקרים קודמים הסתמכו גם על תהליך ה- IVF האנושי כדי לתכנן את תהליך הכלב, אך למערכות הרבייה שלנו יש כמה הבדלים בולטים שלא נלקחו בחשבון. בני אדם מבייצים בערך פעם בחודש - מה שאומר שהשחלות משחררות ביצה מוכנה להפריה. אך כלבים מבייצים רק פעם או פעמיים בשנה, והביצים שלהם אינן קיימות מייד.
על ידי הסתמכות על ציר הזמן של גוף האדם כדי לעבוד עם כלבים, מדענים הסירו את הביציות מהכלבה הנשית מוקדם מדי. במקום זאת, הצוות גילה שביצי כלבים צריכות לשבת בתוך משקעי הרחם שלהם (צינורות החצוצרות בבני אדם) זמן מה לפני שהן מוכנות להפריה חוץ גופית.
כשנגאשימה ועמיתיה הסירו את הביצים מיד לאחר הביוץ, אף אחת מהביציות לא הופרה. אך כאשר המתינו ארבעה ימים, 80 אחוז מהביצים הופרו, הצוות מדווח השבוע ב- PLOS ONE .
לאחר הוצאת הביציות מרחם הכלב, הציבו המדענים אותן בתרבות עם הזרע והמתינו כ 48 שעות עד שהתערובת תיצור תאים חדשים, מה שאומר שהיא הייתה בדרך להיות עובר כלבים. לאחר מכן, תאים אלה הוצאו מכלי הפטרי, הוקפאו והושתלו לאחר מכן בכלב פונדקאית.
מתוך 19 עוברים מופרים, שבעה גורים זעירים עם תערובת ביגל נולדו ב -10 ביולי - לאחר עשרות שנות מחקר.
"אתה שומע את הקריאות הראשונות האלה וזו הרגשה די טובה", אומר טרוויס. השלב הבא הוא ללמוד כיצד להסיר את ביצי הכלב מבלי לבצע ניתוחים גדולים.
על ידי קידום טכנולוגיית הפריה חוץ גופית לכלבים, מדענים יכולים להגדיל אוכלוסיות של מיני כלבים בסכנת הכחדה, אומרת מרגרט רוט קוסטרץ, מומחית רבייה קטנה של בעלי חיים מאוניברסיטת מינסוטה. כלבים בסכנת הכחדה שאינם מוכנים או אינם מסוגלים לייצר את הדרך הרגילה יכולים לשמש תורמים לביצים, ובכך להבטיח כי הגנים החשובים שלהם ימשיכו לדור הבא.
IVF יכול לשמש גם להפחתת מחלות אצל כלבים ביתיים. גזעים טהורים רבים כיום סובלים מהפרעות גנטיות שניתן היה להסיר באמצעות IVF וכלים מודרניים לעריכת גנים. מחקר כזה עשוי אף לסייע להבנתנו את מחלות האדם. בעוד השימפנזים קרובים אלינו יותר גנטית, אנו חולקים יותר מ -350 תכונות מחלות עם כלבים, שהם פי שניים מכל מין אחר.
"זה צעד חיובי ענק", אומר רוט קוסטרץ. "כל מחקר שעוזר לנו להבין טוב יותר את הביולוגיה של הרבייה הרבנית עוזר לנו לחשוב כיצד אנו עשויים להשתמש בידע הזה כדי לעזור לבעלי חיים ובני אדם."
נוטרין סונגססן (משמאל) וג'ניפר נגאשימה מהמכון הביולוגי לשימור סמיתסוניאן לוקחים שלושה גורי IVF לטיול. (ג'פרי מקמילן)
