Aplikované aspekty kryokonzervace rybích spermií

Abstract

Kryokonzervace rybích spermií se stala velmi atraktivní kvůli rostoucímu počtu možných aplikací a v posledních desetiletích se značně rozvinula. Od kryokonzervace spermatu ryb se očekává, že zlepší management v líhních, zjednoduší hybridizaci a selektivní chov a poslouží jakožto užitečný nástroj pro biodiverzitu a záchranné programy ohrožených druhů. Kromě toho heterogenita kryorezistence spermií u některých individuálních ryb a silné narušení kvality spermatu a přežití po kryokonzervaci představuje určitou výzvu a brání širší aplikovatelnosti tohoto přístupu. Navíc, heterogenita kryorezistence u spermatu některých jedinců a silné narušení kvality spermatu a jeho přežití po kryokonzervaci představuje dnes určitou výzvu a brání širšímu uplatnění tohoto přístupu. Proto je primárně důležité jednak lepší porozumění mechanismům kryo poškození a jednak vývoj nových a efektivnějších metod pro kryokonzervaci rybího spermatu. V této práci byly zkoumány příčiny individuální variability u kryo odolnosti rybího spermatu a vliv procesu kryokonzervace na parametry kvality spermatu v souvislosti s aplikací nekontrolovaných chladicích zařízeních. Jedním z výstupů této studie je nalezení možných příčin heterogenity kryokonzervace spermií u mlíčáků kapra obecného (Cyprinus carpio). Výsledkem toho byla nalezena negativní korelace mezi změnami v obsahu hlavních lipidových skupin a motility spermatu po kryokonzervaci. Zvláště byla pozorována zvýšená hladina fosfolipidů, cholesterolu a volných mastných kyselin u vzorků s nízkým procentem motility po rozmražení spojená se sníženou kryorezistencí u spermatu kapra obecného. Při zjišťování důsledků aplikace nekontrolovaných chladicích zařízeních na parametry spermií po rozmrazení bylo zjištěno, že sperma jesetera malého může být zamraženo pomocí obou studovaných nástrojů tj. pomocí polystyrenové krabice i suchého přepravního kontejneru. Nicméně kvůli nemožnosti přesně řídit proces ochlazování v těchto dvou zařízeních mohou být chladící podmínky změněny rozdílným množstvím pejet v polystyrenové krabici během mrazení nebo pozicí pejety v suchém přepravním kontejneru. Jako důsledek tyto změny posunují optimální rychlost mrazení potřebnou pro úspěšnou kryokonzervaci spermatu jesetera malého, což vede k poklesu motility spermatu a schopnosti oplození po následném rozmražení. Tyto výsledky naznačují způsob standardizace protokolů kryokonzervace rybího spermatu pomocí volby vhodného množství či pozice pejet, pokud jsou využívány nekontrolovaná chladící zařízení. Nakonec, k prozkoumání účinků kryokonzervace na rybí sperma byla rozpracována technika centrifugace s hustotním gradientem pomocí Percollu a poprvé aplikována na spermie jesetera malého (Acipenser ruthenus). Tato technika umožňuje vybírat a používat pouze populaci spermatu, která přežila proceduru kryokonzervace spermatu, a zároveň zachovává vysoké parametry motility. Bylo zjištěno, že tato subpopulace spermatu vykazuje minimální změny proteinového profilu ve srovnání s čerstvým spermatem. Navíc, rozdíly v mnoha proteinech, které byly nalezeny v suspenzi spermií po zmražení bez separace, jsou spojené s přítomností subpopulací nežádoucích neživotaschopných spermií ve zmražené-rozmražené suspenzi spermatu. Souhrnně, všechny tyto detekované změny v parametrech motility spermatu, jeho životaschopnosti a proteinového složení životaschopného spermatu po zmražení a rozmražení naznačují některé vysvětlení pro mechanismy odpovědné za kryo poškození spermatu a poskytují pozadí pro další vývoj účinných protokolů kryokonzervace. Nicméně by mělo být dále zkoumáno, jestli by separační technika pomocí Percollu mohla sloužit jakožto užitečný nástroj pro lepší porozumění neletálnímu kryo poškození a zlepšení praktiky asistované reprodukce u jeseterů.