La ricerca sulla fertilità dei suini dell’Iowa ha implicazioni per i bovini

La ricerca potrebbe affrontare i problemi di infertilità nei bovini


25 marzo 2022

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Secondo un comunicato stampa dell’Iowa State University, l’infertilità del padre è un problema per le prestazioni riproduttive dei suini, nonostante la maggiore attenzione che è stata data da tempo al lato femminile dell’equazione.

“Sappiamo che il 25% della mandria di verri ha tassi di concepimento inferiori all’80%, il che è considerato inaccettabile dall’industria”, ha affermato Karl Kerns, assistente professore di scienze animali presso la Iowa State University e allume 2014 dello stesso dipartimento. “Aggiungendo anche un maiale in più a una cucciolata, potremmo aumentare la produzione di circa 120 milioni di dollari all’anno”.

“Per migliorarlo, dobbiamo saperne di più su ciò che influenza la capacità dello sperma di fertilizzare. Ciò significa sviluppare strumenti migliori per la ricerca sulla salute dello sperma e rendere più facile per l’industria utilizzare le conoscenze che già abbiamo”, ha aggiunto.

Kerns sta conducendo una nuova sovvenzione quinquennale dall’Istituto nazionale per l’alimentazione e l’agricoltura dell’USDA per sostenere la ricerca sulla capacità degli spermatozoi di cinghiale, i percorsi biologici che supportano la capacità degli spermatozoi di fertilizzare. La sovvenzione è una delle 14 finanziate a livello nazionale nell’ambito dell’Agricultural and Food Research Initiative (AFRI) – Programma di riproduzione animale della NIFA. Questo progetto e altri due recenti premi per collaborare con i colleghi dell’Università del Missouri e dell’USDA Agricultural Research Service, per un totale di 1,7 milioni di dollari a sostegno federale per il lavoro di Kerns nello studio della fertilità maschile.

Kerns adotta un approccio molecolare per analizzare la composizione biochimica dello sperma, in particolare le proteine, i grassi e le fonti di energia che segnalano quali spermatozoi sono più o meno fertili. Il progetto AFRI si concentra sui suini, ma ha implicazioni per altre specie, compresi i bovini e l’uomo.

Per studiare la fertilità del toro, usa un’apparecchiatura all’avanguardia trovata in alcuni laboratori di andrologia in tutto il mondo: un citometro a flusso basato su immagini.

[It’s] “Fondamentalmente un microscopio ad alto rendimento”, ha spiegato.

Nel giro di 30-60 secondi, il citometro consente l’imaging di fino a 10.000 spermatozoi e fino a nove biomarcatori all’interno di ciascuna cellula. Kerns utilizza quindi l’intelligenza artificiale basata su computer per collegare il vasto set di dati risultante di immagini con la riproduzione. Questo tipo di attrezzatura e approccio è diventato più comune nella ricerca sulla salute umana, come nel campo del cancro, ma non è stato utilizzato per studiare la fertilità del bestiame, secondo Kerns.

Il progetto ha molteplici obiettivi, tra cui la riduzione delle barriere nell’industria dei suini per utilizzare le migliori informazioni disponibili sulla genetica dei suini e sulla capacità riproduttiva.

“In passato, l’adozione della tecnologia pertinente è stata rallentata dall’alto costo delle apparecchiature di laboratorio, dalla necessità di manodopera altamente qualificata e dall’aumento dei tempi di analisi, nessuno dei quali è favorevole alla produzione”, ha affermato Kerns. “Questo nuovo progetto utilizzerà risorse software analitiche volte a fornire metodi e attrezzature accessibili ed economici in grado di tradurre più rapidamente i risultati dal banco di laboratorio ai fienili”.

Un altro aspetto della ricerca è studiare i lipidi (o grassi), le proteine ​​e le fonti energetiche degli spermatozoi fertili per vedere se gli integratori possono aumentare la sopravvivenza degli spermatozoi dopo l’inseminazione e aumentare la fertilità.

Il suo precedente lavoro di fondazione ha già avuto un impatto sull’industria del bestiame. Durante la ricerca post-dottorato e post-laurea presso l’Università del Missouri, lui e il suo team hanno scoperto una relazione tra gli ioni di zinco e la competenza sulla fecondazione degli spermatozoi di cinghiale. Quelle informazioni, ora chiamate “firma dello zinco dello sperma dei mammiferi”, hanno migliorato la diagnostica della fertilità di cinghiali e tori. Ulteriori ricerche sull’influenza dello zinco sulla salute dello sperma sono un’area di interesse in corso.

“La fertilità maschile è una parte dell’equazione della fertilità che viene spesso trascurata, ma è di fondamentale importanza”, ha affermato Kerns. “Tuttavia, non si tratta solo di suini. Stiamo adottando un approccio “One Health” che potrebbe essere rilevante per altri mammiferi, inclusi bovini e umani. Ad esempio, l’infertilità è un problema costoso per l’industria della carne bovina, che rappresenta una perdita annuale di $ 4,7 miliardi per i produttori di bestiame statunitensi”.

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