ES2260809T3 - Metodo para la determinacion del sexo de una progenie mamifera. - Google Patents
Metodo para la determinacion del sexo de una progenie mamifera.Info
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Abstract
PROCEDIMIENTO PARA AUMENTAR EL PORCENTAJE DE LA DESCENDENCIA DE UNO U OTRO SEXO DE MAMIFEROS, QUE COMPRENDE PONER UNA MUESTRA DE SEMEN EN CONTACTO CON UN ANTICUERPO ESPECIFICO DE LOS ESPERMATOZOOS QUE DETERMINAN UN SEXO, Y SEPARAR TALES ESPERMATOZOOS DE LOS QUE DETERMINAN EL OTRO SEXO, ENCONTRANDOSE DICHO ANTICUERPO FIJADO A UN SOPORTE DE ESFERAS MAGNETICAS NO POROSAS CON UN DIAMETRO DE 0,1 A 2 MICRAS.
Description
Método para la determinación del sexo de una
progenie mamífera.
La presente invención se refiere a un método
para separar espermatozoides determinantes de X e Y poniendo en
contacto una muestra de esperma con un anticuerpo específico para un
sexo, uniéndose el anticuerpo a una perla magnética de un diámetro
que permita la separación de espermatozoides que tienen motilidad
suficiente como para permitir una inseminación con éxito y
fecundidad.
Los ganaderos y otras personas dedicadas a la
cría de animales llevan reconociendo desde hace mucho tiempo lo
deseable de mejorar la probabilidad de progenie de un sexo
seleccionado. En el pasado se han propuesto métodos para aumentar el
porcentaje de células espermáticas X o células espermáticas Y para
lograr así unas posibilidades mayores de conseguir una progenie
macho o hembra, respectivamente. Se han estudiado ejemplos de
investigaciones anteriores, por ejemplo, en Garner, D.L. et
al., "An Overwiew of Separation of X- and
Y-Spermatozoa", Proceedings of the Tenth
Technical Conference on Artificial Insemination and Reproduction
("Actas del décimo congreso técnico sobre inseminación artificial
y reproducción") (National Association of Animal Breeders -
"Asociación Nacional de Criadores de Animales"), págs.
87-92 (1984) y Pincel, D. et al., "Flow
Cytometric Determination of the Proportions of X- and
Y-Chromosome Bearing Sperm In Samples of Purportedly
Separated Bull Sperm", J. Animal Scien., 60, págs.
1303-1307 (1985).
Métodos previos han incluido, por ejemplo,
métodos basados en la sedimentación por densidad (véase, por
ejemplo, Brandriff, B.F. et al., "Sex Chromosome Ratios
Determined by Karyotipic Análisis in
Albumin-Isolated Human Sperm", Fértil. Steril.,
46, págs. 678-685 (1986)).
La patente de los EE.UU. 3.687.806 concedida a
Van Den Bovenkamp describe un método inmunológico para controlar el
sexo de una progenie mamífera mediante el uso de anticuerpos que
reaccionan bien con los cromosomas X o Y y que utiliza una etapa de
aglutinación para separar los anticuerpos unidos de los anticuerpos
no afectados.
La patente de los EE.UU. 4.191.749 concedida a
Bryant describe un método para aumentar el porcentaje de progenie
mamífera de cualquier sexo mediante el uso un anticuerpo específico
de macho asociado a un material inmunoabsorbente en fase sólida para
unirse selectivamente a espermatozoides determinantes de macho,
mientras que los espermatozoides determinantes de hembra permanecen
sin unir en un sobrenadante.
La patente de los EE.UU. 5.021.244 concedida a
Spaulding describe un método para clasificar células vivas basándose
en el contenido de ADN, particularmente poblaciones espermáticas
para producir subpoblaciones enriquecidas en esperma X o Y por medio
de proteínas de membrana asociadas al sexo y anticuerpos específicos
para tales proteínas.
El documento WO 9707399 describe un método para
separar espermatozoides determinantes de X e Y utilizando
anticuerpos y filtración a través de un filtro de lana de vidrio. Se
describe un ejemplo teórico adicional que utiliza perlas magnéticas
con un diámetro de 4,5 micras.
Sin embargo, estos métodos a menudo dan como
resultado una separación insuficiente de esperma X e Y y a menudo
dañan el esperma, reduciendo así su motilidad y su tasa de éxito de
fecundidad.
Es, por tanto, un objeto de la presente
invención proporcionar un método de separación de espermatozoides
determinantes de X e Y que comprende poner en contacto una muestra
de semen con un anticuerpo específico para espermatozoides
determinantes de un sexo y separar dichos espermatozoides de
espermatozoides determinantes del otro sexo, estando dicho
anticuerpo unido a un soporte de perla magnética no poroso que tiene
de 0,1 a 2 micras.
Es un objeto adicional de la presente invención
proporcionar un método para aumentar la probabilidad de que una
progenie mamífera no humana sea de un sexo deseado específico.
Es un objeto adicional de la invención
proporcionar un método para la separación de espermatozoides
determinantes de X e Y sin comprometer la motilidad o la tasa de
fecundidad de los espermatozoides separados.
Es todavía un objeto adicional de la invención
proporcionar un método para separar esperma determinante de X e Y
mediante anticuerpos específicos para el esperma seleccionado, unido
a perlas magnéticas, tal como se esbozó anteriormente, para permitir
una separación altamente específica, de modo que se proporcione una
muestra de esperma enriquecida en un tipo de espermatozoides
seleccionado y sustancialmente libre del otro tipo de
espermatozoides.
Estos y objetos adiciones de la presente
invención se consiguen mediante un método tal como se esbozó
anteriormente que pone en contacto una muestra de esperma con
anticuerpos específicos frente a un tipo de espermatozoides
seleccionado, estando unidos los anticuerpos a perlas,
preferiblemente perlas magnéticas que tienen un diámetro de desde
0,1 hasta 2 micras, y posteriormente extraer las perlas, mediante lo
cual puede recogerse el sobrenadante restante y contiene
espermatozoides sólo del tipo determinante de X o Y.
La presente invención proporciona la separación
de esperma portador de X e Y que es competente para fecundar
utilizando técnicas convencionales de IA. Tal como se indicó
anteriormente, los métodos de separación anteriores a menudo
comprometen la motilidad y capacidad de fecundación del esperma, de
modo que la fecundación que utiliza tal esperma separado requiere
técnicas complicadas tales como FIV (fecundación in vitro).
Puede utilizarse el método de la invención para separar esperma de X
e Y de una variedad de especies mamíferas, incluyendo ganado
diverso, tal como ganado vacuno y ovejas, así como perros, gatos,
caballos, cerdos y otras especies. El procedimiento también puede
aplicarse al semen humano.
Mediante la presente invención, puede separarse
una muestra de esperma que contiene tanto esperma X como Y para
producir una subpoblación espermática enriquecida en X o Y que es
sustancialmente pura con respecto a los espermatozoides deseados y
sustancialmente libre del otro tipo de espermatozoides. Por
"sustancialmente libre" se quiere decir que el uso de una
muestra enriquecida, por ejemplo, con esperma X, si se utiliza para
inseminación artificial, sólo tendría pocas posibilidades de
producir una progenie macho, porque la muestra de esperma tiene
menos del 20%, preferiblemente menos del 10% de esperma Y. La
separación de espermatozoides X o Y se lleva a cabo mediante el uso
de anticuerpos que se unen a proteínas específicas de X o Y de las
células espermáticas. Estos anticuerpos pueden ser de cualquier
tipo de anticuerpo (incluyendo IgG e IgM) y pueden ser o bien
anticuerpos policlonales o bien anticuerpos monoclonales. Si van a
utilizarse anticuerpos policlonales, entonces tales anticuerpos
pueden prepararse según procedimientos conocidos per se. Por
ejemplo, pueden utilizarse procedimientos tales como los descritos
en Hurn B.A. et al., (1980), Meth. in Enzymology, Ed. Van
Vanakis, H. y Langone, J., págs. 104-142.
Si se desea, pueden utilizarse y prepararse
anticuerpos monoclonales según los métodos que se conocen per
se en la técnica, tales como los creados originariamente por
Milstein y Kohler, publicados en Nature (1975), 256, págs.
495-497. Este procedimiento básico implica inyectar
a un animal, normalmente un ratón, una sustancia inmunogénica. Tras
un tiempo adecuado para la producción de anticuerpos frente al
inmunógeno, se sacrifica el ratón. Se extraen las células del bazo y
se fusionan con células de mieloma. Las células hibridoma que
resultan de esta fusión pueden reproducirse in vitro, y cada
una expresa información genética para un anticuerpo específico. Los
anticuerpos producidos a partir de una fusión de hibridoma sólo
reconocerán, por tanto, a un único determinante antigénico del
inmunógeno.
Entonces las células cultivadas a partir de
células de hibridoma individuales pueden seleccionarse para la
producción de anticuerpos frente al determinante antigénico diana.
Los hibridomas positivos para el antígeno diana pueden seleccionarse
adicionalmente para identificar los que tienen el nivel deseado de
afinidad. Los anticuerpos monoclonales que muestran todas estas
características pueden seleccionarse entonces utilizando condiciones
de ensayo reales para determinar si las condiciones de ensayo
alteran las características de unión o afinidad del anticuerpo, y
para descartar aquellos con reactividad cruzada frente a posibles
antígenos contaminantes.
Anticuerpos preferidos son aquellos que son
específicos para y se unen a esperma Y, tales como los anticuerpos
que se unen al antígeno H-Y. Tales anticuerpos
pueden prepararse, por ejemplo, mediante el procedimiento descrito
en la patente de los EE.UU. 4.680.258 concedida a Hamerling et
al.
Tal como se indicó anteriormente, los
anticuerpos específicos para los espermatozoides X o Y se
inmovilizan sobre perlas. Estas perlas pueden ser perlas de plástico
o perlas magnéticas. Perlas de plástico útiles son de Sepharose 6MB,
u otras perlas que son lo suficientemente grandes como para
depositarse en un procedimiento de purificación discontinuo. Cuando
se utilizan perlas de plástico, las perlas que tienen anticuerpo
unido a las mismas se mezclan en una muestra de esperma y se deja
que se depositen en el fondo del recipiente. Esta etapa puede
repetirse, si se desea, para aumentar la completitud de la
separación de esperma según un cromosoma sexual.
Si se utilizan perlas magnéticas, las perlas son
microesferas de partículas magnéticas que representan una matriz de
inmovilización. Se ha descubierto que, según la presente invención,
las perlas magnéticas que tienen un diámetro de desde 0,1 hasta 2
micras de diámetro son específicamente útiles para separar la
especie deseada de espermatozoides sin comprometer la motilidad y
capacidad de fecundación de los espermatozoides. Perlas
particularmente útiles se describen, por ejemplo, en la patente de
los EE.UU. 5.071.076; la patente de los EE.UU. 5.108.933; patente de
los EE.UU. 4.795.698; publicación de patente PCT nº WO91/09678.
Según los procedimientos descritos en estas patentes, las perlas
pueden prepararse teniendo especialmente un diámetro de 0,1 a 0,5
micras.
Los anticuerpos se unen a las perlas por medio
de procedimientos que se conocen per se en la técnica. En
general, se une un compuesto de enlace a las perlas magnéticas
durante la fabricación de las perlas. Sobre las perlas se une un
anticuerpo (tal como un anticuerpo IgG que se dirige contra IgM de
ratón) mezclando las perlas a aproximadamente 1 mg de hierro/ml con
anticuerpo purificado a 1 mg/ml de proteína. Después de que el
anticuerpo se une a las perlas, las perlas se lavan de manera que
sólo permanece el anticuerpo unido. Procedimientos adicionales
conocidos por los expertos en la técnica se describen, por ejemplo,
en la patente de los EE.UU. 4.018.886; patente de los EE.UU.
3.970.518; patente de los EE.UU. 4.855.045; y patente de los EE.UU.
4.230.685. La proteína A es un compuesto de enlace preferido que
aumenta enormemente la eficacia de captación por parte de los
anticuerpos unidos. (Forsgren et al., (1977) J. Immunol.
99:19). La proteína A se une a la parte Fc de los anticuerpos de
subclase IgG, prolongando y presentando así la parte Fab de estos
anticuerpos. La orientación correcta resultante de los anticuerpos y
la prolongación alejada de las partículas conduce a una interacción
muy eficaz entre los anticuerpos unidos y su diana.
El método para unir la proteína A a las
partículas magnéticas puede avanzar mediante cualquiera de los
diversos procedimientos disponibles a través de la bibliografía
científica conocida. En uno de tales procedimientos, se derivatizan
químicamente partículas magnéticas de óxido de hierro de
aproximadamente un diámetro de un micrómetro mediante una reacción,
en primer lugar con 3-aminopropiltrietoxisilano, y
luego con glutaraldehído. Las partículas magnéticas derivatizadas se
mezclan entonces con proteína A dando como resultado una partícula
magnética a la que la proteína A se une covalentemente. Entonces,
los anticuerpos se añaden a las partículas magnéticas de proteína A
y tras una corta incubación, se forman los complejos de proteína
A-anticuerpo. (Weetall,
H.H. (1976) Meth. In Enzymol. 44:134-48).
H.H. (1976) Meth. In Enzymol. 44:134-48).
El siguiente es un ejemplo específico según el
método de la invención.
Ejemplo
1
Se lavan aproximadamente 10^{5} a 10^{8}
espermatozoides en una cantidad de 1-10 ml de
volumen, con medio de cultivo tamponado (Medio de Eagle modificado
por Dulbecco) centrifugando a 1.500 rpm durante 10 minutos. Entonces
el esperma se resuspende en 4 ml de medio de cultivo tamponado tras
decantar cuidadosamente el sobrenadante. La suspensión de esperma se
divide entonces en dos viales, y en cada vial se añaden 500 \mul
de perlas magnéticas a las que se han unido anticuerpos frente a
esperma portador de Y. Se tapan los viales y entonces se hacen
girar a 3 rpm, de manera continua, en un rotador a temperatura
ambiente durante 30 minutos.
Tras la rotación, se sueltan las tapas y se
sitúan en un soporte de captación magnética ("magnetic capture
rack"), tal como el descrito en la patente de los EE.UU.
5.571.481. Tras 15 minutos de exposición al campo magnético, se
extrae el sobrenadante que es rico en esperma portador de X y
sustancialmente libre de esperma portador de Y. Entonces, en el
sobrenadante extraído se hace un recuento del esperma, y se ajusta
la concentración según sea necesario para la inseminación. Esa
muestra se carga entonces en una pajuela o pajuelas para el
procedimiento de inseminación.
Si se desea, puede obtenerse una separación más
completa repitiendo, de manera seriada, el procedimiento de
captación magnética en el sobrenadante.
Habiendo descrito así la invención, quedará
claro que la misma puede variarse de muchas maneras. Tales
variaciones no deben considerarse como una desviación del espíritu y
alcance de la invención, y se pretenden incluir todas esas
modificaciones tal como serían obvias para un experto en la técnica,
dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.
Claims (8)
1. Método de separación de espermatozoides
determinantes de X e Y que comprende poner en contacto una muestra
de semen con un anticuerpo específico para espermatozoides
determinantes de un sexo y separar dichos espermatozoides de
espermatozoides determinantes del otro sexo, estando unido dicho
anticuerpo a un soporte de perla magnética no poroso que tiene un
diámetro de 0,1 a 2 micras.
2. Método según la reivindicación 1, en el que
dicho anticuerpo se une a dichas perlas a través de un compuesto de
enlace intermedio.
3. Método según la reivindicación 2, en donde
dicho compuesto de enlace intermedio es proteína A.
4. Método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 - 3, en donde dicho anticuerpo es específico para
esperma portador de Y.
5. Método según la reivindicación 4, en donde
dicho anticuerpo es específico para un antígeno
H-Y.
6. Método según la reivindicación 4, en donde
dichas perlas tienen un diámetro de 0,1 a 0,5 micras.
7. Método según la reivindicación 6, en donde
dicho anticuerpo es un anticuerpo monoclonal.
8. Método según la reivindicación 1, en donde
dicha muestra de semen se pone en contacto con dichas perlas, la
muestra se expone a un campo magnético, y el sobrenadante restante
se extrae para proporcionar un sobrenadante rico en esperma portador
de X.
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