EVOLUCION DE LA BIOTECNOLOGIA REPRODUCTIVA EN BOVINOS

Las  Técnicas de Biotecnología Reproductiva constituyen el grupo de procedimientos más representativos de la Biología y su control por parte del hombre. Contemplan la manipulación de las células germinales reproductivas, el manejo reproductivo y la conservación de los seres vivos.

Cada Técnica desempeña por si misma un papel importante y ha sido la base para el desarrollo de otros procedimientos más complejos, partiendo de la investigación y su aplicabilidad en la Industria Animal y la Medicina Humana.

Algunas han sido aplicadas y difundidas de manera amplia, con resultados satisfactorios. Sin embargo otros no lo han sido tanto debido a su complejidad y altos costos de implementación, por lo que se encuentran  aún en el  campo de la investigación.

Todos los Programas de Biotecnología Reproductiva tienen como finalidad el aumento de la producción y  productividad en cada especie, a través del mejoramiento genético, la reducción del espacio generacional, el aumento de la eficiencia reproductiva y la conservación de especies en vía de extinción.

Es de gran importancia tener en cuenta la relevancia que ha obtenido la Biotecnología Reproductiva en  especies como equinos, ovinos, porcinos, caninos, ya que inicialmente estuvo circunscrita a la especie bovina en relación con la Inseminación Artificial -IA- y posteriormente a la Transferencia de Embriones -TE-, seguida de la Inseminación Artificial a Tiempo Fijo -IATF- Fertilización In Vitro -FIV- Transplante de embriones a   Tiempo    Fijo -TETF-  y Manipulación de Células Germinales Reproductivas, en investigaciones sobre Sexaje de semen y  embriones, Clonación y Fecundación Intra Citoplasmática etc.

Puesto que el manejo reproductivo del hato está influenciado por diferentes y variados factores tales como Raza, Nutrición, Sanidad, Medio Ambiente, cada uno de estos debe analizarse antes de implementar cualquier programa de Reproducción Asistida, con el fin de lograr los mejores resultados tanto productivos como económicos.

Los nuevos conocimientos adquiridos sobre Dinámica Folicular, mediante el empleo de la ecografía, la utilización de hormonas para la manipulación del ciclo estral, son herramientas que permiten  implementar de forma práctica la utilización de estas biotecologías por parte de los ganaderos.

A manera de ejemplo, la utilización de protocolos que combinan la aplicación de hormonas para sincronizar el celo y la ovulación, ha permitido inseminar un grupo significativo de hembras sin detección del celo y preñar  más de la mitad de ellas en un solo día de trabajo, la otra mitad puede servirse con toro. Este método tiene no solo un  impacto en el mejoramiento genético sino en lo económico, al tener un costo por preñez por IA compatible con los costos de preñez con toro. Por lo tanto la Biotecnología aplicada debe mejorar la calidad del producto obtenido aumentando su valor en el mercado (TRIBULO)

En la Tabla 1 se presentan las principales Técnicas de reproducción Asistida que serán tratadas en esta publicación.


La primer Técnica de Reproducción Asistida la constituye la Inseminación Artificial, siendo innegable su importancia en el mejoramiento de los parámetros productivos y reproductivos de la ganadería mundial de leche, mediante el empleo de reproductores cuidadosamente seleccionados de acuerdo con los registros del desempeño de su descendencia o toros probados, así como la participación en el control de enfermedades venéreas.

Fué a partir de los años 40s época en la cual la IA tuvo su mayor auge debido a la aplicación del método rectovaginal de fijación cervical, la utilización de pajillas selladas para el empaque de semen según SORENSEN, la utilización de la pistola de inseminación diseñada por CASSOU, la incorporación de la yema de huevo y crioprotectores que hicieron posible la congelación del semen, además del diseño de la vagina artificial para la recolección directa de semen. (MILOVANOV)

Sin embargo, este aumento en la producción conllevó a una disminución de la fertilidad manifestándose en  una mayor incidencia de anestros postparto, demora en la reiniciación de la actividad ovárica y ampliación de los parámetros reproductivos, lo que se refleja en una disminución de los índices de preñez al año.

Con el fin de lograr inseminar un mayor número de hembras en un período más corto se propuso la manipulación del ciclo estral, dando lugar a protocolos de Sincronización de Celos y en tal sentido CRISTIAN y CASIDA utilizaron progesterona con el propósito de bloquear la actividad ovárica. Una vez se suspendía la medicación la mayoría de las hembras presentaban síntomas de celo.

En 1972 con la aparición de las Prostaglandinas, ROWSON et al propusieron su administración para sincronizar celos, debido a su actividad luteolítica. Los resultados obtenidos han sido muy variables ya que debe contarse con un buen sistema de identificación de celos. 

Paralelamente el manejo del ciclo estral y con el fin de lograr la reducción del intervalo generacional se logró el primer nacimiento de un ternero por Transferencia de Embriones, en la Universidad de Winscounsin 1951 (WILLET). A finales de los años 60s se logra establecer los protocolos de superovulación, medios de cultivo, recuperación quirúrgica y Trasplante de Embriones por parte de ELSDEN, cuyos procedimientos fueron la base para el establecimiento de la industria de  Trasplante de Embriones  en los años 70s.

En 1976 ELSDEN logra la recolección No Quirúrgica de embriones mediante la adaptación del catéter de Foley de dos vías, introduciendo a presión medio de lavado dentro del útero, recolectando  los embriones al recuperar  el  medio  de  lavado por gravedad, en recipientes graduados, técnica que se ha mantenido con algunas variaciones hasta el día de hoy.

Los protocolos de superovulación han sufrido varias modificaciones en cuanto a las hormonas administradas, los tiempos de aplicación, dependiendo de la escuela aplicada, Francesa, Americana, Brazilera, Italiana, Japonesa.

Inicialmente la trasferencia se realizó por vía quirúrgica mediante incisión del flanco del mismo lado del Cuerpo Lúteo, colocando el embrión en fresco, dentro de la luz en la punta del cuerno uterino, mediante una pipeta Pasteur  unida a una jeringa de 1 ml que contenía el embrión, en un medio elaborado para el efecto. Las receptoras se seleccionaban de acuerdo a la identificación de celos y presencia de cuerpo lúteo el día de la trasferencia en fresco. En 1986 se comenzó a utilizar la trasferencia no quirúrgica utilizando una pistola similar a la de inseminación, con aperturas laterales y de mayor longitud. Con posterioridad se han obtenido mejores resultados al trasferir embriones sincronizando el celo entre donante y receptora.

El promedio de embriones calificados como "Buenos"  y pegados, procedentes de hembras normales reproductivamente, ha permanecido sin cambios significativos en los últimos  30 años en vacas de carne como de leche,  siendo de 6.2 a 7.0 embriones. (HASLER)

Con el fin de reducir el intervalo generacional se logra el nacimiento del primer ternero totalmente producido por Fertilización In Vitro FIV en 1987 (FUKUDA). En 1988 se desarrolló la técnica de Aspiración Folicular Transvaginal mediante el empleo del ecógrafo, la cual se ha convertido en la técnica de recolección de  ovocitos provenientes de de vacas vivas, denominada igualmente como Ovum Pic  Up  OPU  (PIETERSEN). Recientementese han llevado a cabo diferentes estudios  tendientes a determinar la programación y frecuencia de OPU con y sin estimulación con FSH (CHAUBAL - DE ROOVER).

Por ser un proceso poco invasivo, la FIV es la técnica de Reproducción Asistida con mayor futuro, así mismo como de mayor aplicación en vacas de lata producción con problemas de fertilidad y en especies en vías de extinción. A manera de ejemplo, en Canada de una producción total de 287 embriones por FIV en 2004 se pasó a a 4453 en 2012. En Estados Unidos, en tres de las principales compañías que ofrecían este servicio, de una producción total de 2078 embriones en 2004 se llegó a 40602 y a 8689 de  OPUs en 2011. 

Todos los programas de FIV en Norte América incluyen la estimulación de las donadoras con FSH y OPU efectuada cada 14 días, con resultados en Trans Ova Genetics de 18 a 2o ovocitos recolectados por OPU, con un 25% de blastocistos desarrollados. En contraste con el Brazil, en donde la mayoría de las donantes Bos Indicus se caracterizan por un gran recuento de folículos ováricos, que no reciben FSH y OPU se efectúa semanalmente. (HASLER).

Paralelamente se han implementado técnicas de sexaje de semen y  embriones. El sexaje de semen está disponible comercialmente desde principios de 2006 mediante la técnica de Citometría de Flujo, basada en las diferencias existentes entre los cromosomas X de la hembra y los cromosomas Y de los machos. Consiste en pasar el fluído que contiene el semen, previamente teñido, por un detector laser de fluorescencia que proporciona una longitud de onda correcta de luz, sin causar daño del ADN. El equipo de sexaje de semen tiene una precisión de 90% (Clasificador de Espermatozoides MoFlo SX Dakota Cytomation, Fort Collins, Co, operado a 50 psi.) (SEIDEL y GARNER)

En 1989 por medio de la Técnica de Reacción de Cadenas de Polimerasa se logra determinar el sexo de los embriones en estado de mórula o blastocisto a niveles fiables y rápidos (BIONDOLI)

Los Laboratorios MINITUB han desarrollado la Técnica SEX-Y que contiene un marcador molecular específico, conocido como Bov-Y, el cual reconoce una posición en el Cromosoma Y bovino. Para identificar el sexo en el embrión se realiza una biopsia. Las células extraídas son tratadas con el marcador Bov-Y. Si el embrión corresponde al sexo masculino, el marcador rodea el ADN del Cromosoma Y, generando una luminosidad fluorescente que se puede observar como un punto nítido y claro con el microscopio de fluorescencia. Si en cambio, se trata de un embrión femenino, está ausente el Cromosoma Y, no produciendose la fijación del marcador Bov-Y por lo que no se genera la señal fluorescente (MINITUB)

Debido a que unas de las limitantes para el empleo de la IA en vacas en pastoreo, es la detección de celos, anestro postparto y pubertad tardía, se desarrollaron protocolos tendientes a obtener la sincronización de la ovulación, técnica que permite inseminar un mayor número de hembras en un período definido, sin la necesidad de detectar los animales en celo, la cual se ha denominado Inseminación Artificial a Tiempo Fijo IATF

La  Técnica de Eco Ultrasonografía o Ecografía introducida en 1980 e inicialmente empleada en el examen clínico del tracto reproductivo y ha sido una herramienta básica en la investigación y comprensión de la Dinámica Folicular, el comportamiento de las ondas foliculares en bovinos, el control gonadotrópico y el papel hormonal de los folículos sobre el ciclo estral.




Como ayuda diagnóstica ha permitido la determinación precoz de la gestación en las distintas especies (Figura 1), la viabilidad del feto en su desarrollo inicial mediante la observación del latido  cardíaco, momento de ruptura del folículo y eclosión del ovocito, determinación del sexo del feto en los días 50 - 60.








Figura 2

Ecografía de los miembros anteriores (MA), miembros posteriores (MP), cordón umbilical (CU) y cola del feto bovino de 60 días. El tubérculo genital (TG) está localizado entre los  miembros posteriores en el  feto macho y caudal a los  miembros posteriores adelante de la cola en el feto hembra.






En la yegua ha permitido determinar la movilidad del embrión dentro del útero mientras es esférico (6 - 16 mm), durante los días 10 a 15 de gestación   y de qué manera en una gestación  gemelar un embrión elimina al otro sin que se lesione así mismo y como la aglomeración de la granulosa del folículo ovulatorio en el polo opuesto al futuro sitio de ruptura se constituye en síntoma de ovulación inmediata.



La Figura 3 muestra el proceso de reducción de uno de los embriones de gestación gemelar con fijación en el mismo cuerno uterino. En el día 17 la gruesa pared vascular (línea amarilla del saco vitelino del embrión a desparecer (SV2) es forzado por las contracciones uterinas dentro de la pared vascular del saco vitelino del embrión a desarrollarse (SV1).
El área vascular  (línea roja) de SV1 está en contacto con el endometrio. En el día 29 la pared vascular del embrión a desaparecer está bloqueada  desde el endometrio





Figura 4
Otra aplicación importante de la ecografía es la Aspiración Folicular OPU dentro del proceso de fertilización In Vitro FIV 



En la Tabla 1 se muestran algunos de los eventos desarrollados con la ecografía. Estos ejemplos muestran la importancia que ha tenido la ecografía en la investigación y la práctica reproduciva, sin la cual estos y otros hallazgos permanecerían aún desconocidos. (GINTHER).









Sin embargo es de anotar que la ecografía es una ayuda diagnóstica, cuya implementación tendrá buenos resultados en la medida que el profesional tenga unas bases firmes en anatomía y fisiología del tracto reproductivo, así como la habilidad en la palpación e identificación de las diferentes estructuras que lo componen.


EVOLUCION DE LA REPRODUCCION  ASISTIDA  EN  COLOMBIA

Durante años el manejo reproductivo y genético en Colombia se basó en la utilización de la monta natural, mediante el empleo de reproductores producidos en la hacienda o importados, tanto por entidades gubernamentales de fomento, como por las diferentes Asociaciones de Ganaderos y particulares.

El papel desempeñado por las Asociaciones ha sido fundamental y en este aspecto es de gran importancia el papel desempeñado por los Doctores Manuel Gomez Rueda, Heliodor Bonilla Guzman, Eladio Sandval, Roberto Heisson De Brigard, German Serrano, Ignacio pareja, Roberto Saenz de la Asociación de Criadores de Ganado Cebú, quienes apoyaron e impulsaron la selección de reproductores nacionales y la importación de nuevas líneas genéticas, que han permitido qa través de los años posicionar a Colombia como un de los países con mayor calidad y proyección genética de esta especie.

Es  así como se importaron reproductores de la línea Manso, Madison, V8 entre otros, que han sido la base del mejoramiento de ganaderías de trayectoria nacional como las Haciendas "El Puente", "Peñas Blancas", "Talavera de la Reina", "Doyare", "El Rodeo" entre otras, líneas que se han difundido ampliamente en las diferentes empresas ganaderas dedicadas a la producción de ganado puro y comercial.

Dentro de la asociación de Criadores da la Raza Pardo Suizo influyó significativamente el Dr Jaime Arenas bonilla, en la asociación Holstein y Jersey el Dr Gonzalo Maldonado y en la Raza Normando el Dr Armando Echeverry. En los años recientes merece destacar la labor de las Asociaciones de ganado Simmental, Angus, Senepol, Blond D´Aquitaine entre otras, quienes han introducido y adaptado estas razas al medio Colombiano.

A comienzos de años 60s el Instituto Colombiano Agropecuario ICA, desarrolló el Departamento de Reproducción Animal y con el concurso de los Doctores Irenarco Casas y Bernardino Rodriguez Urrea, se impulsó la técnica de Inseminación Artificial a nivel nacional. Paralelamente la empresa ABS dedicada a la producción y distribución de semen de toros americanos de las distintas razas, especialmente Holstein y Pardo Suizo, contribuyó a su  diseminación y difusión.

Es de anotar que en el Departamento del Tolima, durante la Gobernación del Doctor Rafael Parga Cortez, se montó el primer Centro de reproducción en la "Granja Las Brisas" en Ibagué, dentro del programa de fomento ganadero, con razas importadas de Gran Bretaña como el Angus, hoy en día de moda, donde se elaboraba semen en pajillas y pellets de esta raza, bajo la dirección del Dr Rembert Sanchez, bajo la directriz del Instituto Spallanzani.

En la actualidad esta labor ha sido asumida por productores de razas puras y Centros de reproducción Asistida, quienes han logrado la adaptación de nuevas razas al medio tropical, cálido, húmedo, hostil del campo Colombiano. 

La implementación de las diferentes Técnicas de Reproducción Asistida ha contado con profesionales destacados como los Doctores Hans Schroeder, Hector Obando, Gustavo Jaramillo, German Velez, Jorge Echeverry, Carlos Gutierrez, Gabriel Velez, Julio Olaya, Ramón Gomez, Aldemar Chavez, quienes han sido pioneros en estas disciplinas. es importante destacar igualmente la labor del Dr Jorge Ramirez y el Dr Elkin Lucena y su equipo de CECOLFES en las técnicas de manejo, cultivo y criopreservación de células germinales y fertilización.





Dentro de las Centrales de Reproducción Asistida se encuentran empresas como CETELCA, CRYOGEN, EMBRIOCELL, EMBRIONES DELSINU, VITROGEN, EMPRESA GENETICA ESPECIAL E.G.E, INVITRO, entre otras, con técnicas Brasileras, Americanas y Europeas. Estas centrales junto con entidades académicas como IRAC, han participado de manera definitiva en la capacitación de profesionales, difusión y aplicación de estos procedimientos.





A continuación me permito relacionar algunos eventos puntuales que considero se han destacado en la reproducción Asistida en Colombia.




Igualmente es importante destacar la evolución de  la Reproducción Asistida en la raza Cebú, teniendo en cuenta los animales registrados en "ASOCEBU" entre los años 2009 y 2012.

La Tabla 3  muestra el comportamiento reproductivo durante los años 2009 -2010 con base en el registro de animales nacidos por monta natural, que representa el 44.2%, siendo el de los nacidos mediante Reproducción Asistida del  55.8%, lo que refleja la acogida de estas técnicas por parte de los ganaderos.

En la Tabla 4 se observa que de estas técnicas la más empleada ha sido la Inseminación Artificial en un 68.3%, no especificándose si corresponde a Inseminación convencional o Inseminación A Tiempo Fijo.  La trasferencia de Embriones participa en un 31.7% con 15.7 para la TE y 16% para FIV

La Tabla 5 muestra que del total de Trasferencias de Embriones el 2.8% es de embriones congelados y el 31.8% de embriones en fresco. Para FIV es del 65.4%. lo cual  es indicativo del auge que ha tenido esta técnica y su gran aceptación dentro del gremio.

En el Gráfico 1 vemos la representación de estos resultados.
En la Tabla 6 Evolución De La Reproducción Asistida ASOCEBÚ 2009-2012 se puede observar como la Reproducción Asistida ha ganado aceptación y espacio dentro del gremio Cebuista, con un incremento notorio de la  FIV.

Frente a los tipos de concepción durante 2012 se incrementó el número de crías concebidas por FIV (4367), también aumentó levemente la concepción por monta natural (24.671), pero la IA (17.671) y la TE (3052) disminuteron con respecto a 2011. Para 2012 el incremento de la TE fué de un 3.52% frente a 2011, reportando así 4.112 lavados al finalizar el año, de los cuales 906 fueron embriones frescos, 3113 FIV y 93 congelados. (REVISTA "EL CEBU" 391)   Gráfico 2

Lo anterior nos hace  concluir que la fertilización In Vitro será la técnica que tiene más futuro dada su baja invacividad, la mayor vida útil reproductiva de las donantes y por lo tanto la mayor posibilidad de extracción de células germinales para ser fertilizadas.

Si bien estos datos corresponden a la especie Bos Indicus en Colombia, los porcentajes en las Razas Bos taurus deben ser más notorios, los resultados de las diferentes investigaciones confirman que esta especie responde mejor y de manera más consistente a la administración de hormonas, siendo su comportamiento estral más manifiesto y definido.

Recientemente la Criopreservación de Células Reproductivas así como el empleo de Semen Sexado en FIV, han tenido una amplia difusión en la Reproducción Asistida. Son dos técnicas que han permitido un mayor control sobre la producción animal, en especial la selección del sexo de acuerdo  al tipo de explotación deseada, tanto en la obtención de más crías hembras en la producción de leche, o hembras de cría en la producción de carne, lo que facilita la selección de machos de acuerdo a la producción de su descendencia, acortándose su intervalo generacional.

De otra parte la simplificación de estas técnicas las han hecho más asequibles a los profesionales dedicados a la Reproducción Asistida, junto con la capacitación mediante cursos cortos o especializaciones dictados por los diferentes centros educativos, tanto nacionales como extranjeros. Lo anterior ha llevado a que los productores de ganado puro monten sus propios laboratorios de reproducción, para no depender de los laboratorios comerciales, adicionando un nuevo factor agregado en la calidad de sus ganaderías y a que los  laboratorios comerciales se especialicen más específicamente en un área determinada, debido a los altos costos de los equipos utilizados, dando lugar a diferentes maneras de servicio a los ganaderos. lo cual a su vez estimula la competencia y competitividad por los resultados obtenidos. Es de anotar por otra parte que si bien hubo un auge inicial en la adopción y aplicación de estas técnicas y la creación de Centros de Reproducción, se ha producido a la larga un cierre de varios de  ellos.

Sin embargo es de anotar que los avances logrados en relación a los parámetros reproductivos obtenidos, no han variado de manera significativa, siendo más bajos a los obtenidos   mediante la adopción de Buenas Practicas Ganaderas en cuanto a Nutrición, Sanidad , Raza y Medio Ambiente. Por lo tanto es de resaltar que para el logro de buenos resultados es importante que el profesional tenga bases firmes de fisiología reproductiva, capacidad en el manejo de los equipos, y sobretodo un criterio profesional claro  en la toma de decisiones en la aplicación de las mismas.




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