Sêmen sexado através de citometria de fluxo e centrifugação por gradiente de concentração / Semen sexed using flow cytometry and concentration gradient centrifugation / Semen sexado a través de citometría de flujo y centrifugación por gradiente de concentración

Resumo O objetivo deste trabalho foi apresentar uma revisão completa e atualizada sobre a origem do sêmen sexuado, os requisitos e as técnicas de sexagem espermáticas. Nas últimas décadas, desenvolveram-se várias tecnologias na área da reprodução animal. O sêmen sexado é uma biotecnologia recente que ainda se encontra em fase de estudo e aperfeiçoamento em diversas etapas, devido a que o processo de sexagem causa estresse ao espermatozoide, e o deixa mais sensível ao processo de armazenamento; isto interfere diretamente na fertilidade. Esta tecnologia, que chegou ao Brasil em 2004, vem ganhando adeptos entre produtores que desejam produzir animais mais homogêneos para o sacrifício ou para a produção de leite. O uso do sêmen sexado tem sido difundido em muitos rebanhos do mundo, já que se apresenta como uma técnica com um direcionamento maior na seleção do sexo. Muitas técnicas têm sido utilizadas com a finalidade de buscar uma maior separação de espermatozoides portadores de cromossomas X e Y, com mínima agressão espermática. Desta forma, a utilização da sexagem espermática tem obtido resultados na aplicação de biotecnologias da reprodução assistida, e com isso tem elevado o lucro no melhoramento genético e tem otimizado a produtividade no sexo escolhido. Entretanto, ainda existem muitas limitações, principalmente referentes al tempo de exposição, o índice de aproveitamento e os resultados de índices de gestação em condições de campo. Por outro lado, a dose de sêmen sexado pode custar de duas a oito vezes o valor de uma convencional; da mesma forma, o seu uso avança no Brasil.

Abstract This study aimed to present a complete and updated review on the origin of sexed semen, as well as on the requirements and techniques of sperm sexing. In the last decades, several technologies were developed in the field of animal reproduction. Sexed semen is a recent biotechnology that is still under study and refinement in various stages, because the sexing process causes stress to the sperm, leaving it more sensitive to the storage process; this directly interferes with fertility. This technology, which arrived in Brazil in 2004, has been gaining support among producers who want to produce more homogeneous animals for slaughter or for dairy production. The use of sexed semen has been disseminated in many herds of the world, since it is a technique with better results in the selection of sex. Many techniques have been used in order to seek a greater separation of sperms carrying X and Y chromosomes, with minimal sperm aggression. In this way, the use of sperm sexing has obtained results in the application of assisted reproductive biotechnologies, which has increased the gain in genetic improvement and has optimized productivity in the chosen sex. In the meantime, there are still many limitations, mainly concerning exposure time, exploitation rate, and the results of pregnancy rates in field conditions. On the other hand, the dose of sexed semen can cost two to eight times the value of conventional semen; nevertheless, its use progresses in Brazil.

Resumen El objetivo de este trabajo fue presentar una revisión completa y actualizada sobre el origen del semen sexado, los requisitos y las técnicas de sexaje espermáticas. En las últimas décadas, se desarrollaron varias tecnologías en el área de la reproducción animal. El semen sexado es una biotecnología reciente que aún se encuentra en fase de estudio y perfeccionamiento en diversas etapas, debido a que el proceso de sexaje causa estrés al espermatozoide, y lo deja más sensible al proceso de almacenamiento; esto interfiere directamente en la fertilidad. Esta tecnología, que llegó a Brasil en 2004, viene ganando adeptos entre productores que desean producir animales más homogéneos para el sacrificio o para la producción lechera. El uso del semen sexado ha sido difundido en muchos rebaños del mundo, ya que se presenta como una técnica con un direccionamiento mayor en la selección del sexo. Muchas técnicas han sido utilizadas con el fin de buscar una mayor separación de espermatozoides portadores de cromosomas X y Y, con mínima agresión espermática. De esta forma, la utilización del sexaje espermático ha obtenido resultados en la aplicación de biotecnologías de la reproducción asistida, y con eso ha elevado la ganancia en el mejoramiento genético y ha optimizado la productividad en el sexo escogido. Entretanto, aún existen muchas limitaciones, principalmente referentes al tiempo de exposición, la taza de aprovechamiento y los resultados de tazas de gesta ción en condiciones de campo. Por otro lado, la dosis de semen sexado puede costar de dos a ocho veces el valor de una convencional; así mismo, su uso avanza en Brasil.

Citometría de flujo y sexaje de espermatozoides en animales / Flow cytometry and sperm sexing in animals

Actualmente, cientos de crías se han gestado a través de inseminación artificial conespermatozoides sexados en producción animal. Desde 1992 se utiliza la citometría de flujo, técnica que permite diferenciar espermatozoides X e Y según su contenido de ADN. No existe, hasta el momento, ninguna otra técnica práctica para sexar espermatozoides manteniendo la capacidad fecundante. Los objetivos de esta revisión son explicar: (1) por qué los espermatozoides que contienen el cromosoma X o Y son similaresfenotípicamente, pero a la vez mantienen diferencias entre ellos, (2) los principios y procedimientos utiliza-dos para sexar espermatozoides mediante citometría de flujo y sorting (3) la precisión, velocidad y la eficiencia de los procedimientos actuales de sexaje espermático, (4) el daño espermático ocurrido durante el sexaje espermático y consecuentemente los efectos sobre la fecundidad.

Flow cytometry is a useful technology in the sexed sperm, which measures and analyzes simultaneously, multiple physical characteristics of the cell, as they flow in a stream flow, through a lightbeam. The measured properties are the size of a particle, relative internal granularity, relative complexity and relative fluorescence intensity. Currently, hundreds of calves have been gestated through artificial insemination with sexed sperm in animal production. Since 1992, flow cytometry has been used, a technique that allows spermatozoa X and Y differentiation by DNA content. There is no other practical technique forsperm sexing to keep sperm functionality. The objectives of this review are to explain: (1) why the sperm containing the X or Y chromosome are phenotypically similar, but differ among themselves, (2) the principlesand procedures used for sexing sperm by flow cytometry and sorting ( 3) accuracy, speed and efficiency ofcurrent procedure sperm sexing, (4) sperm damage occurred during sperm sexing and consequently the effects on fertility.

Masculinización de tilapia roja (Oreochromis spp) por inmersión utilizando 17 alfa–metiltestosterona / Red tilapia (Oreochromis spp) masculinization by immersion using 17 alpha-methyltestosterone

La tilapia roja (Oreochromis spp) es ampliamente producida a nivel mundial. Un inconveniente para su producción es la alta precocidad para la reproducción, lo que afecta su crecimiento y ocasiona la superpoblación. Para controlar esta situación se realiza una reversión fenotípica de sexo, mezclando una hormona androgénica en el alimento por treinta días, desde el inicio de su alimentación exógena. El objetivo de esta investigación fue evaluar la masculinización de tilapia roja por inmersión en solución de 17 Α meti-ltestosterona (MT). Se aplicaron dos tratamientos: 1) masculinizaciσn por alimento y 2) masculinización por inmersión. Las dosis de MT empleadas fueron 60 mg/kg de alimento y 1.8 mg/l de agua. Las ovas se obtuvieron de la cavidad oral de las hembras. Se hicieron cuatro repeticiones por tratamiento, cada una con cuatro submuestras, empleando jaulas con 45 larvas/submuestra para un total de 720 larvas/tratamiento. La determinación sexual se realizó empleando dos técnicas: histológica y sexaje visual. Histológicamente se halló una eficiencia del 100% en el tratamiento 1 y del 90.4% en el tratamiento 2, al analizar una muestra del 21% de la población total. Por medio del sexaje visual se analizaron los individuos restantes al día 97 y se obtuvieron valores de 100 y 92.6% de machos para los dos tratamientos, respectivamente. Al combinar las dos técnicas de determinación sexual, los valores fueron de 100 y 91.8%, encontrándose una diferencia significativa (p<0.05). Los resultados de la evaluación de parámetros productivos (peso y longitudes) y sobrevivencia no mostraron diferencias (p>0.05). La técnica de reversión sexual por inmersión puede ser recomendada para reemplazar la técnica tradicional, por su menor demanda de tiempo y mano de obra, disminuye la exposición de animales y humanos a la hormona y representa mayores beneficios económicos.

Red tilapia (Oreochromis spp) is one of the most widely produced species throughout the world. A disadvantage for its production is the high precocity for reproduction; this fact affects their growth and generates overpopulation. Thus it must undergo a phenotypic sex reversion, mixing an androgenic hormone in its food during 30 days starting at the beginning of exogenous feeding. The objective of this investigation was to evaluate the masculinization of the red tilapia through the immersion in methyltestosterone (MT) solution. Two treatments were applied: 1) masculinization through food and 2) masculinization through immersion. The dose of MT was 60 mg/kg of food and 1.8 mg/l of water. The eggs were obtained from the females mouths. Four repetitions were made per treatment, each one of them with four subsamples, using cages with 45 larvae per subsample and a total of 720 larvae per treatment. The sex determination was made using two techniques: histology and visual sexing. The histological evaluation showed efficiencies of 100% in treatment 1 and 90.4% in treatment 2 (p<0.05), by analyzing a sample of 21% of the total population. The remaining individuals were analyzed by visual sexing method at day 97 and values of 100 and 92.6% males were obtained for each treatment, respectively. When both of the sex determination techniques were combined the values were 100 and 91.8%, with a significant difference (p<0.05) between treatments, with no statistically significant differences in productive parameters (weight and lengths) or survival of fry (p>0.05). The immersion technique can be recommended to replace the traditional technique since it presents smaller time consumption, less labor, reduces the exposure of animals and humans to the hormone and offer greater economic benefits in general.