Corso di Biotecnologie della Riproduzione Animale Lez. 1 Introduzione

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1 Corso di Biotecnologie della Riproduzione Animale Lez. 1 Introduzione
Università degli Studi di Bari Aldo Moro Scuola di Specializzazione in Fisiopatologia della Riproduzione degli Animali Domestici Anno Accademico 2016/17 Corso di Biotecnologie della Riproduzione Animale Lez. 1 Introduzione Prof.ssa Maria Elena Dell’Aquila Dipartimento di Bioscienze, Biotecnologie e Biofarmaceutica Polo di Valenzano - Tel: ; Fax

2 Assisted Riproductive Technologies (ART) Definizione=
Insieme di metodiche utilizzate per il trattamento dell’infertilità o ipofertilità al fine di ottenere una gravidanza mediante tecniche artificiali o parzialmente artificiali Non esiste ad oggi una definizione univoca e restrittiva del termine ART Il suo uso riguarda principalmente gli ambiti di: - ginecologia, andrologia, ostetricia - endocrinologia riproduttiva - tossicologia riproduttiva e dello sviluppo

3 Finalità delle ART in ambito sanitario
Superamento dell’infertilità o ipofertilità Controllo della trasmissione di patologie ereditarie mediante analisi genetiche nell’embrione preimpianto (PGD) Scelta del sesso del nascituro in relazione alla presenza di madri portatrici di patologie X-linked Conservazione del potenziale riproduttivo di soggetti sottoposti a trattamenti chirurgici o terapie oncostatiche con danni a carico della linea germinale Trattamento di patologie infettive

4 Normativa di riferimento Legge 40/2004
Superati o in discussione i problemi relativi a: Divieto di produzione di più di tre embrioni Controllo trasmissione patologie ereditarie mediante analisi genetiche nell’embrione preimpianto (PGD) Crioonservazione degli embrioni Impianto unico e contemporaneo di tutti gli embrioni prodotti Fecondazione eterologa

5 Finalità in campo veterinario
Incremento efficienza riproduttiva Miglioramento genetico e diffusione genotipi di pregio Riduzione di spese nel commercio di embrioni Controllo malattie trasmissibili per vie veneree Recupero soggetti sterili Migliore utilizzo soggetti in attività Scelta del sesso della progenie Miglioramento genetico per via materna e paterna Espansione potenziale riproduttivo di animali di pregio morti o macellati d’urgenza Salvaguardia specie e razze in rischio di estinzione

6 Cronologia delle milestones delle Biotecnologie Riproduttive
1950 Crioconservazione del seme 1950 Inseminazione artificiale con seme congelato 1960 Induzione dell’ovulazione multipla /80 Trasferimenti embrionari 1980 Produzione di embrioni in vitro (IVF-IVP) 1980 Crioconservazione embrioni/ovociti 1990 Manipolazioni embrioni e Emb Stem Cells 1990 Sessaggio embrioni e seme 1990 Microfertilizzazione assistita (ICSI) 1990 Diagnosi genetica preimpianto 1990 Produzione di Animali transgenici 1990/2000 Animali Clonati/Transgenici 2000/2010 OMICS

7 Sviluppo e applicazioni delle Biotecnologie Riproduttive
Background necessario: elementi di - Fisiologia della riproduzione - Biologia dei gameti ed embrioni Anatomia e fisiologia dell’apparato riproduttivo Gametogenesi ed embriogenesi Controllo endocrino dell’attività riproduttiva Mitosi e Meiosi Struttura e funzioni del genoma Biologia molecolare delle cellule eucariotiche Signaling intracellulare Sviluppo e applicazioni delle Biotecnologie Riproduttive

8 Apparato riproduttivo femminile

9 Le cellule riproduttive

10 Mitosi

11 Cellule che terminano di dividersi
MI (mitosi) G2 (Gap 2) G1 (Gap 1) Fase S (sintesi DNA) Cellule che terminano di dividersi Ciclo cellulare

12 Meiosi No DNA sintesi

13 Crossing over

14 Follicologenesi ed ovogenesi
Sezione trasversale dell’ovaio Follicolo preovulatorio

15 Cronologia della gametogenesi femminile I fase: vita intrauterina
2° settimana: i gameti derivano dalle cellule germinali primordiali (PGC) che si formano nell’epiblasto e migrano nella parete del sacco vitellino; 4°- 5° settimana: le PGC migrano dal sacco vitellino verso le creste genitali 2°- 3° mese: Durante la migrazione e anche dopo l’arrivo il numero delle PGC aumenta per divisioni mitotiche Fine del 3° mese: differenziamento in oogoni in follicoli primordiali 5° mese: massimo numero (circa 7 M/ovaio), entrata in meiosi e inizio atresia 5°- 7° mese: riduzione numerica massiva ( – 2M in totale) Poco prima della nascita: gli ovociti primari sopravvissuti giungono in profase della meiosi I (stadio di diplotene) NASCITA

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17 Cronologia della gametogenesi femminile II fase: post-pubertà
Inizio della pubertà: sono presenti circa ovociti primari; di questi non più di 500 andranno incontro all’ovulazione nella vita fertile di una donna; > 60 gg: da follicolo primordiale a follicolo primario (cellule cubiche in più strati e produzione ZP) - fase ormono-indipendente; > 65 gg: da follicolo primario a follicolo antrale (FSH) Ultimi 14 gg: da follicolo antrale a follicolo preovulatorio (FSH+LH) Atresia degli altri follicoli della cohorte Ovulazione e spostamento dell’ovocita nell’ampolla oviduttale (LH) Formazione del corpo luteo (LH) FERTILIZZAZIONE ?!?!?!

18 Sviluppo follicolare fase post-pubertà

19 Accrescimento somatico dell’ovocita
coniglio, furetto, ermellino, ratto d'acqua, criceto cagna

20 Controllo ormonale della maturazione follicolare e ovocitaria
Asse ipotalamo- ipofisi-gonadi

21 Asse ipotalamo- ipofisi-gonadi
Ormoni ipofisari coinvolti nella regolazione dell’attività riproduttiva nel maschio e nella femmina Asse ipotalamo- ipofisi-gonadi

22 nella donna – modificazioni:
Ciclo riproduttivo nella donna – modificazioni: ovariche; termiche; ormonali; uterine.

23 Produzione di embrioni in vitro
Maturazione in vitro dell’ovocita Capacitazione del seme in vitro Coincubazione spermatozoi ed ovociti/microfertilizzazione Coltura in vitro dell’embrione Selezione di embrioni per congelamento e/o transfer

24 Letture consigliate Biotecnologie Follicologenesi ed ovogenesi
Gordon I “Laboratory production of cattle embryos”. CAB International, Wallingford, Oxon UK 2003. Godke R et al.“Assisted reproductive technologies and embryo culture methods for farm animals” in: Transgenic animal technology: A laboratory handbook. C.A. Pinkert. Academic Press, San Diego CA, USA Follicologenesi ed ovogenesi Sadler TW “Langman’s medical embryology” Williams and Wilkins. Baltimore, MD USA Cap.1-2. Monesi V Istologia (cap XVIII) Piccin Ed. Padova 2003