IA de la Próxima Generación - Nuevos Desarrollos para Maximizar Eficiencia

La Inseminación Artificial ha sido usada en todo el mundo por casi 50 años. Mientras madura, la industria demanda eficiencias aumentadas. ¿De dónde llegará?

Una de las debilidades fundamentales de todo sistema de IA es que los costos fijos son altos, usualmente suman más del 50% del costo total de una dosis de semen. Un buen manejo y una negociación cuidadosa con los proveedores reducirá los costos variables, y éste es siempre un ejercicio que vale la pena; pero reducir los costos fijos debe ser la meta de alta prioridad para la investigación y desarrollo. La única manera de tener un impacto en los costos fijos por dosis de semen es producir más dosis por reproductor puesto -efectivamente para servir más cerdas por reproductor. Paralelo a este objetivo, no se debe perder de vista la importancia de asegurar resultados consistentes de buena fertilidad con la IA. La clave para abarcar la eficiencia de la IA es encontrar caminos para reducir costos en tanto nunca se comprometa el rendimiento.

La mayor parte de los studs comerciales usando 3.0 x 109 de esperma por dosis reportan un promedio de producción de semen de 20 a 22 dosis por reproductor por año. Colectando cada reproductor aproximadamente 75 veces por año, esto llega a un total de 1500 dosis por reproductor por año. Aumentar la producción de semen por unidad de tiempo, o reducir el número de esperma requerido por dosis de inseminación, pueden resultar en un incremento de las dosis producidas. El número promedio de dosis de semen usado por cerda por celo está entre 2 y 2,5. La producción anual de semen de un reproductor de 1500 dosis será consecuentemente suficiente para servir 600 - 750 cerdas en celo. Claramente, reducir el número de veces que una cerda necesita ser servida es también parte de la ecuación global de eficiencia.


Aumentando la producción de esperma por reproductor

La calidad del semen (expresado como el número total de esperma viable producido por unidad de tiempo), está influenciada por un rango de factores externos (por ejemplo, condiciones ambientales, dieta, frecuencia de recolección), y factores internos (por ejemplo, salud, genética, etc.) (Glossop, 1995). Los esfuerzos para mejorar la producción de semen manipulando uno o más de estos factores tienden a ser llevados a cabo mejor sobre una base "ad hoc", con diferentes studs de IA operando sus propios sistemas preferidos, los resultados de los cuales pueden bien no repetirse en otro sitio.

Los suplementos y las raciones especiales para reproductores diseñados para mejorar la producción de semen y la fertilidad del reproductor han sido también probados a través de los años, con resultados variables (Wilson, 2000). Un ejemplo reciente de tal trabajo es la administración oral del ácido graso Docosahexanoico (DHA) en combinación con antioxidantes vitamina E y Selenio en forma de Prosperm TM (JSR Clover Ltd). Los trabajadores dicen que el DHA es un componente esencial de las células espermáticas sanas, mejorando la integridad de la membrana y la flexibilidad de la cola, así como también aumentando la producción. En pruebas de campo, hubo un incremento promedio de más de 100 lechones (cochinillos) por 100 cerdas servidas con semen de reproductores bajo un régimen de suplementación, representando un retorno de inversión de 18:1. En suma, hubo un efecto significativo en la producción de semen (Penny et al., 2000). Debido a que tales observaciones son interesantes e importantes, y sí demuestran un costo beneficio, no es probable que esta línea de investigación hará nunca más que aumentar la producción de esperma en un 10 - 20%.


Reduciendo los números de esperma por dosis de inseminación

La mayoría de los studs trabajan con una dosis de inseminación de 2.5 - 3.0 billones de esperma, aunque el trabajo temprano de Chris Polge (1956) nos demostró que un mínimo de 1.3 billones de esperma viable es suficiente. Como la evaluación del esperma y las técnicas de preservación son aumentadas, hay potencial para reducir el número de esperma requerido por inseminación. Mejorar la tasación del semen puede permitir la reducción de la dosis de inseminación, como así promover una estandarización. Reducir la dosis de inseminación a 1 billón de células tendría un efecto significativo en los costos, mientras se posibilita a los reproductores superiores para ser aún más difundidos. Las técnicas en uso corriente dependen de las estimaciones de motilidad, la medición fotométrica de la cuenta de esperma y el examen microscópico de la morfología del esperma (Almond et al., 1998). La tecnología láser está siendo utilizada para reemplazar el microscopio y el fotómetro, proveyendo un sistema simple y acertado que asegura la estandarización.

Otra nueva tecnología es la evaluación del semen hecha por computadora, donde el análisis de imágenes permite que sea contado el número de células móviles del esperma en una muestra, mientras se analiza la calidad del movimiento. Otro trabajo se concentra en pruebas de funcionamiento de esperma usando tinturas diferenciales y un conteo automático celular. Por ejemplo, el HOST breve (test de inflamación hipo osmótica), el cual evalúa la integridad de la membrana plasmática en la cola del esperma y el estado de la membrana de la cabeza del esperma (Vázquez et al., 2000).

Mejorar el transporte de esperma a través del útero puede tener el mismo efecto que depositar el semen profundamente en él, con índices de concepción aceptables resultantes de índices de dosis más bajas de esperma. Estudios recientes han investigado el rol del plasma seminal en el transporte del esperma, identificando estrógenos como un factor clave en el proceso (Waberski et al., 1997). El uso de plasma seminal sintético para mejorar el transporte del esperma y los índices de fertilización, está basado en los mismos principios (Lyczynski et al., 2000).

El tratamiento de la cerda con PGF2µ, por inyección o en la dosis de esperma al tiempo de la inseminación ha demostrado mejorar este proceso (Pena et al., 1998), así como también tener un impacto posiblemente en el tiempo de ovulación. Esta área necesita más estudio, particularmente con referencia a reducir el número de esperma inseminado. Podría tener un valor aún mayor, donde el esperma a ser utilizado es particularmente apreciado, valioso, escaso (por ejemplo, un genotipo particular, o sexuado), o dañado de alguna manera (por ejemplo, viejo, o congelado/descongelado), donde la motilidad y lo viable pueden estar deteriorados.

Una inyección de esperma intracitoplásmica (ICSI), tal vez lo último para maximizar el uso de una simple eyaculación, está realmente asociado a otras manipulaciones embrionales. Simple esperma se inyecta a través de la zona pellucida de un oocito, efectuando por consiguiente la fertilización. Se precede por la recolección de óvulos de una cerda donante, y es seguido por otras manipulaciones in vitro antes que los óvulos fertilizados se introduzcan en el recipiente (Cameron, 1998). Ofrece una técnica completa que es extremadamente eficiente en el uso de esperma, y es de un particular valor donde el esperma es preciado (por ejemplo, de un reproductor subfértil o extremadamente raro, o de un esperma posiblemente sexado). La técnica está en uso en casos de infertilidad humana, pero aún no hay un uso amplio en ganado de granja debido a los altos costos y los insumos técnicos.


Reduciendo el número de dosis de inseminación por cerda servida

Cronometraje es el factor simple más importante en una aplicación exitosa de la IA. Una consideración en los tiempos de eventos que lleva a una fertilización exitosa en la cerda, demuestra la importancia de asegurar que el esperma viable está presente dentro del tracto reproductor anticipando la ovulación. El óvulo permanece viable en el oviducto por 4 - 8 horas luego de la ovulación, y la exposición al esperma luego de este período resulta en un índice de fertilización reducido y en el subsiguiente tamaño de la camada (Hunter y Dziuk, 1968). Una de las áreas más apasionantes de investigación en progreso actual, es la ultrasonografía en tiempo real de la actividad ovárica, la cual es capaz de precisar el tiempo de ovulación y los factores que influencian este evento importante (Soede et al., 1995 - Waberski et al., 1994). La IA simple en tiempo fijo debería ser la meta a largo plazo aquí, a pesar de que el sector de IA comercial necesita considerar exactamente cómo puede ser esto comercializado manteniendo un margen.


Reduciendo desperdicios

Es de ayuda considerar la productividad del stud en términos del número de dosis de semen utilizada por reproductor puesto por unidad de tiempo, mientras es tomado en cuenta ordenando el número correcto de dosis y almacenándolas apropiadamente en la granja, así como también maximizando la producción del propio stud. Debido a que esto es de gran relevancia cuando un stud produce semen para uso en granja, es un ejercicio favorable monitorear el desperdicio de semen en cada unidad de cría, sin tomar en cuenta la fuente del mismo.

Los extendedores de semen expanden el volumen de la eyaculación y preserva su viabilidad por 3 - 7 días. Comprender la fisiología de la membrana espermática ayudará a desarrollar extendedores larga-vida, los cuales reducirán los desperdicios de semen. Prolongar la viabilidad del semen por más de 8 días sería de gran valor, ya que el semen podría despacharse una vez a la semana, reduciendo costos de transporte y desperdicios (Revell and Glossop, 1989). Otra área interesante es el desarrollo de extendedores de baja temperatura (por ejemplo, 4 °C) lo que simplificaría el embarque y el almacenamiento del semen. Comprender la estabilidad de la membrana espermática y los requerimientos fisiológicos de estas células son esenciales si un semen larga-vida se vuelve realidad. La ciencia más nueva de microencapsulación también está siendo aplicada al esperma. Esta técnica busca entrampar el esperma en esferas de gel que se disuelvan lentamente para liberarlo, y se está haciendo un progreso real en esta área (Vigo et al., (2000). Imagine inseminar una cerda una vez al comienzo del celo, sabiendo que la población de esperma vivo gradualmente será liberada en el útero mientras el período de ovulación está ocurriendo!

La industria de ganado por IA confía en el uso de semen congelado, en tanto la IA de cerdo está basada enteramente sobre semen fresco, mientras la fertilidad lograda con semen de cerdo congelado ha sido decepcionante. El esperma de cerdo se afecta adversamente por el refrigerado y el congelado, y los crioprotectores utilizados para reducir el daño al esperma de toro durante los procesos de refrigerado y congelación, no tienen los mismos efectos deseados en el esperma de cerdo. Las técnicas más prometedoras disponibles involucran el congelado de esperma en pajuelas o sachets, utilizando yema de huevo y glicerol como protectores contra el daño durante los procesos de refrigerado, congelación y descongelación (Glossop, 1998). Los índices óptimos de refrigerado y congelación para el esperma de cerdo, identificación de los mejores ingredientes para proteger el esperma de daño durante el proceso, y el desarrollo de la forma ideal para una pajuela de semen de cerdo, están todos bajo revisión. El semen congelado ofrecería beneficios a todos -simplificando el intercambio internacional de genes, y proveyendo a todos los productores con un plan de contingencia perfecto. Los sistemas de congelado actuales son costosos en términos de tiempo y esperma (una dosis de inseminación congelada es doble que una de semen fresco) - pero los beneficios son claros. Este trabajo tendrá que esperar hasta que la dosis de inseminación haya sido reducida para transformarse en algo comercialmente viable.


Produciendo productos finales a medida

La habilidad para predeterminar el sexo de los lechones (cochinillos) ofrece beneficios a través de la pirámide de cría. La separación de semen en poblaciones enriquecidas por esperma llevando el cromosoma X o Y, es un medio de hacer esto, aunque las técnicas de sexuado de embriones están siendo también desarrolladas. Cualquier técnica para sexuar esperma debe ser rápida, y práctica en un laboratorio comercial de IA, mientras no se dañe en forma alguna el esperma. Una clasificación de célula activada por fluorescencia (Johnson et al., 2000) es una técnica acertada pero lenta (5 millones de esperma clasificados por hora), y las tinturas fluorescentes de ADN utilizadas en el proceso pueden causar daño al componente genético del esperma - un problema que debe ser tomado seriamente. Otras técnicas intentan utilizar las diferencias inmunológicas entre la relación del esperma X e Y, para separar las diferentes poblaciones en masa, quitando los problemas de clasificar individualmente las células.


Consideraciones de salud de las nuevas tecnologías de cría

Al estar disponibles las nuevas técnicas que mejoran la productividad y rentabilidad de la industria porcícola, debemos tomar seriamente nuestras responsabilidades con la salud y bienestar de los animales involucrados. En el Reino Unido, el debate sobre salud ha ido en progreso por 10 años o más. En 1995, el reporte del comité suscitó dudas en cuanto al bienestar de estas prácticas tales como la IA y la transferencia de embriones en animales de granja. La IA en cerdos fue incluida en esta revisión, en la cual se destacó particularmente la importancia del entrenamiento del personal y la intervención veterinaria en las unidades al practicar tales tecnologías (Glossop, 2000). El almacenamiento humano y el manejo animal pueden variar ampliamente, y hay, claramente, implicancias en el bienestar cuando la IA se lleva a cabo por un personal mal entrenado, antipático y desinteresado. Siempre que el staff haya recibido una capacitación apropiada en los detalles de la anatomía y la fisiología reproductiva, así como en higiene básica, estos potenciales problemas deberían minimizarse. Un número excesivo de inseminaciones durante el celo, una mala técnica o una inseminación tardía, pueden contribuir a aumentar la incidencia de infecciones uterinas y descargas vaginales. Es, por supuesto, más fácil hacer IA en una cerda la cual termina su celo, que persuadirla a mantenerse para un reproductor. Mientras más desarrollos en las tecnologías de cría aparecen, es importante considerar las implicancias en el bienestar, y asegurarse que se ha dado un entrenamiento adecuado a aquellos involucrados en su aplicación.


Referencias

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