Pionieri in fatto di ET e OPU/IVF: in quattro decenni, le mandrie Ruann e Maddox Dairy in California hanno prodotto quasi 150.000 embrioni.
Cinquant’anni fa, il 12 marzo 1974, nasceva il primo vitello Holstein ET al mondo. Quel torello, chiamato Rockalli Son of Bova, segnava l’inizio dell’enorme influenza che la tecnica dell’ET (trapianto di embrioni) avrebbe avuto sullo sviluppo della razza Holstein. Di grande impatto è stata anche la scoperta, avvenuta questo secolo, della tecnica OPU/IVF (Ovum Pick-Up/In Vitro Fertilisation). HI studia le possibilità dell’ET e dell’OPU/IVF nel 2024. Non solo nella selezione d’élite, ma anche come strumento di gestione negli allevamenti da latte.
JORDEN STEGINK, HAN HOPMAN & CHRISTINE MASSFELLER
Inghilterra settentrionale, 1890: Lo scienziato Walter Heape inserisce uova appena fecondate di un coniglio d'angora in una femmina di lepre belga. Con successo, come risulta evidente quando la lepre belga partorisce innegabilmente progenie d'angora. L'esperimento rivoluzionario di Heape si rivelò di inestimabile importanza per l'allevamento Holstein. Lo dimostra, ad esempio, la classifica gTPI di Holstein USA: tutti i 200 tori della classifica sono stati, senza eccezione, allevati tramite ET o OPU/IVF.
RUANN/MADDOX
Bova, il primo vitello Holstein ET al mondo e successivo padre fondatore di Manfred e O-Man, era nato nello stato americano di Washington. A 2.000 km più a sud, in California, troviamo la Ruann Dairy e la Maddox Dairy, due allevamenti con una ricca storia di ET e OPU/IVF. “Ogni anno, produciamo 4.000-5.000 embrioni dalle nostre donatrici. In totale, siamo probabilmente arrivati a 150.000 embrioni. Nel nostro laboratorio ci occupiamo anche di ET specifici per diversi allevatori, per un totale di altri 5.000 embrioni all'anno.” Pat Maddox spiega gli sviluppi successivi a nome dell'azienda di famiglia: "Nel 1978, mio padre Doug offrì alcune delle nostre vacche per una dimostrazione di ET. Nel 1980, il nostro veterinario locale, il dottor Bob Cutright, aveva imparato la procedura e iniziammo a sottoporre a ET le nostre vacche migliori. Qualche anno dopo, Em Tran aveva un team di servizi ET mobili gestiti dal dottor Ken Halbach, in California. Utilizzavamo entrambi i servizi di ET mentre incrementavamo il nostro programma di trasferimento embrioni. Nel 1983, costruimmo una struttura per l'ET attrezzata con un’arla per il flushing e una stanza per la ricerca, e due anni dopo assumemmo il dottor Halbach a tempo pieno per dirigere il nostro programma ET. A metà degli anni '90 abbiamo fatto un po' di IVF con un embriologo del Sud Africa, e dopo la sua partenza abbiamo effettuato solo flushing convenzionali, fino a quando il Dr. Halbach non se ne è andato, e nel 2006 abbiamo assunto la Dottoressa Daniela Demetrio, riconosciuta come una delle migliori embriologhe per IVF. Nello stesso periodo abbiamo aggiunto un laboratorio di embrioni per la IVF. Per alcuni anni abbiamo praticato sia il flushing che la fecondazione in vitro, fino a quando siamo passati esclusivamente alla fecondazione in vitro, tranne nel caso che serva un ET per un ordine di esportazione.”
PIÙ LATTE
La progressiva adozione dell'ET e della IVF alla Ruann e alla Maddox (insieme 5.500 vacche in lattazione) coincide con una progressista filosofia di selezione. Maddox: "Come selezionatore, mio padre ha intuito subito le possibilità dell'ET. Come tutti gli allevatori, si desidera sempre avere più progenie dalle proprie vacche migliori, e noi ci siamo presto resi conto che alcune famiglie di vacche erano prolifiche e facevano aumentare notevolmente il progresso genetico. Ciò ha portato a molte più vacche EX, a più generazioni di varie EX e ad alcune famiglie di vacche notevolmente ampliate. Intorno al 2000 abbiamo scoperto che cinque famiglie erano particolarmente prolifiche, ognuna con dalle 180 alle 300 femmine nelle nostre mandrie. Le Merla, note per l'alto latte, le Glory per l'alto tipo e molte EX, le Tauna per le ottime mammelle, le Dorinda per il tipo da show, la famiglia Posch per gli indici alti. Attualmente, abbiamo alcune donatrici d'élite con cui continuiamo a lavorare perché la loro prole è molto piacevole. Uno Posch-25282 ha più di 160 discendenti, Shamrock Anna-11201 ne ha 88. Sidney Jean-85880 ne ha 72 (oltre 20 EX), tra cui Doorman Jean EX-95. Punch Norain-26484 ne ha 127 che danno origine ad alcune delle nostre più alte manze genomiche.” L'uso progressivo di ET e IVF ha trasformato le mandrie. “Nel 1980, alla Ruann avevamo 800 vacche in lattazione e solo la metà era registrata. Nel 1982 abbiamo costruito l’allevamento Maddox, con una capacità di 3.200 vacche in lattazione. La maggior parte delle vacche che abbiamo acquistato erano Holstein non registrate (grade), così abbiamo iniziato a trasferire gli embrioni nelle grade, e poi in tutte le vacche con pedigree inferiori. Nel 1996, tutte le 4.500 vacche in lattazione erano registrate. Uno studio condotto nel 1992 ha dimostrato che la progenie ET non solo aveva un tipo più d’élite, ma anche una media di +1.800 kg di latte rispetto alle compagne di mandria.” Per quanto riguarda l'influenza sul marketing, Maddox spiega: “Siamo specializzati in ordini di grandi dimensioni e abbiamo esportato in oltre 35 Paesi. Con la nostra mandria possiamo soddisfare quasi tutte le specificità o i tipi di embrioni che ci vengono richiesti: selezioniamo per show, B&W e R&W, alta genomica, TPI, PTAT/tipo e polled. Attualmente, secondo l’uscita indici del 12/23 abbiamo la manza con il più alto gPTAT e la più alta Red degli Stati Uniti.”
AURORA
La Aurora Ridge Dairy, nello Stato americano di New York, ha 2.650 vacche in lattazione. Il capostalla David Harvatine spiega: "In passato, l'ET veniva utilizzato per produrre tori potenzialmente per la FA e future donatrici. Ora, con una buona dose di IVF, viene utilizzato per produrre il maggior numero di rimonta dalle nostre femmine migliori e alcuni tori per la FA. Il nostro sito attuale è al massimo della sua capacità, quindi l'obiettivo è riempire ogni cuccetta con la vacca geneticamente il più alta possibile. Le famiglie rappresentate dalle nostre donatrici e dalle femmine di alto livello ci hanno dimostrato la loro eccellenza e quindi vogliamo moltiplicare e espandere la loro presenza nella mandria. Attualmente, abbiamo 17 manze ospitate nella Pennsylvania centrale presso una struttura satellite di Boviteq. Di solito abbiamo dalle dodici alle quindici donatrici nella routine di IVF ogni due settimane. Mi piace l’idea di poter fare la IVF ogni due settimane e massimizzare il numero di accoppiamenti per donatrice. Tutti gli embrioni ottenuti vengono congelati. Il lavoro di ET viene fatto se c'è un contratto di esportazione di embrioni che richiede l'ET convenzionale.”
Harvatine descrive le tecniche di ET e IVF come impegnative. “È stressante quando la donatrice di maggior valore non ha prodotto tanti embrioni, o quando non si sono avute le gravidanze che si sperava. Concentrarsi sui continui miglioramenti e sui dettagli può essere stancante, ma niente ti ricompensa e di ricarica come la creazione della prossima donatrice per il programma.”
La tecnica OPU/IVP ha preso il volo nell’allevamento Holstein di questo secolo.
Redditizio
Harvatine raccomanda di monitorare attentamente i costi: “Tengo sotto controllo i nostri costi mensilmente, verificando quanto costa produrre ogni embrione. Sfruttiamo il fatto che gli ovociti vengono messi insieme, ma sono pronto a ritirare una donatrice dalla IVF se non riesce a produrre abbastanza ovociti. Comunque sia, sarò sempre dell'opinione che l'investimento nella genetica paga in un allevamento commerciale. Si possono ottenere guadagni rispettabili con il seme sessato, ma si può potenzialmente ottenere di più con l'ET/IVF. Preferisco sempre essere all'avanguardia piuttosto che cercare di recuperare.” La passione per l'allevamento, secondo Harvatine, è un requisito indispensabile. “Prima di tutto, bisogna avere un alto livello di interesse per la genetica. La genetica è la mia passione e mi aiuta il fatto che qui ci siano altri che hanno la stessa passione e la sostengono. Le spese possono aumentare rapidamente, quindi è necessario avere un piano a lungo termine e impegnarsi per il raggiungimento dei propri obiettivi. Per me personalmente è stato un processo durato oltre 23 anni portare la mandria al punto in cui si trova oggi, eppure continuo ad avere in testa idee su dove possiamo e dobbiamo andare. L’avere la genetica "giusta" credo sia dovuto al fatto che siamo rimasti concentrati su dove volevamo andare piuttosto che seguire le ultime tendenze della selezione genetica. C'è anche la necessità di accettare quando un accoppiamento non funziona.”
Harvatine ha allevato il toro di successo Aurora Mitchell. Una discendente femmina di livello assolutamente elitario è Aurora Rapid 21849 VG-85 (3014 gTPI), di cinque anni. “Entrambe le famiglie alla base di Mitchell e Rapid 21849 hanno dimostrato il loro valore nella nostra mandria e una grande percentuale delle nostre attuali donatrici proviene da queste linee di sangue. Rapid 21849 ha recentemente partorito per la seconda volta. Sono molto orgoglioso del fatto che sia nella mandria insieme alla sua figlia migliore Parfect 23719 GP-83, alla madre Frazzled 19447 VG-87 e alla nonna Doorsopen 17054 EX-92; il mio obiettivo è avere tutte le nostre donatrici gravide a 14-15 mesi di età per far parte della mandria in lattazione, poiché ritengo che le prestazioni fenotipiche siano fondamentali per il nostro successo futuro.”
Bernd Sommer, proprietario di Holstein Forum: “Con l’ET si possono raggiungere risultati molto buoni.”
FENOMENALE
Il Dr. Aaron Prososki, come suo padre il Dr. John Prososki (WET Holstein), ha studiato come veterinario e si è specializzato in ET, ed è il comproprietario della Sunshine Genetics, nel Wisconsin. La Sunshine Genetics ospita 350-400 donatrici, ha una sala di raccolta a clima controllato, un laboratorio in vivo e un proprio laboratorio IVF interno. Prososki: "Direi che circa l'80% del nostro lavoro viene svolto all'interno della nostra struttura e il 20% presso le aziende dei nostri clienti. Uno dei maggiori vantaggi di ospitare le donatrici presso la nostra struttura è che abbiamo il pieno controllo della donatrice e possiamo gestirla a livello individuale per massimizzare il successo: protocolli di iniezione gestiti in modo intensivo, spostamento delle donatrici tra flushing convenzionale e IVF, scelta qualitativa degli embrioni per l'esportazione, ecc.
Secondo Prososki, l'uso della IVF offre diversi vantaggi rispetto all'ET. “La fecondazione in vitro può essere eseguita su donatrici in età prepuberale e gravide. In alcune situazioni, la stimolazione con FSH non è necessaria o perlomeno si utilizza un programma di dosi/iniezioni molto meno intenso rispetto al tradizionale usato per i flushing, e la possibilità di eseguire la procedura ogni due settimane consente una maggiore diversità/selezione dei tori utilizzati.” La tecnologia IVF degli embrioni è in continuo progresso e miglioramento. Alcuni degli svantaggi sono che, in termini di tasso di concepimento, può succedere che gli embrioni IVF congelati abbiano prestazioni inferiori a quelle degli embrioni congelati in vivo; inoltre, gli embrioni IVF presentano in genere un maggior numero di aborti a metà gestazione, di nati morti, di occasionali sindromi da prole grossa e, sebbene rare, di anomalie genetiche alla nascita. Si ritiene che in Nord America, o almeno tra i clienti della Sunshine Genetics, la maggior parte degli embrioni IVF siano trasferiti freschi e che il tasso di concepimento di questi embrioni freschi sia molto accettabile.” Prososki dà anche alcuni consigli: "Incoraggio sempre chiunque sia alle prime armi con l'ET/IVF a concentrarsi prima sul flushing convenzionale e sulla gestione della ricevente. Sottoporre a flushing convenzionale è più laborioso dal punto di vista della gestione, ma l'embrione in vivo è molto più resistente di un embrione da IVF. Una volta acquisite le conoscenze fondamentali sulla riproduzione avanzata come strumento di gestione, si ha sicuro successo nella sincronizzazione delle riceventi, si è a proprio agio con il flushing convenzionale e lo scongelamento/trasferimento degli embrioni, allora sarà il momento di aggiungere la IVF come parte di un programma. La IVF presenta molte sfumature e per chi non ne ha una buona conoscenza potrebbe sembrare un po' come una montagna russa in termini di risultati, ma se usata e gestita correttamente può diventare uno strumento fenomenale.”
ET DI NUOVO
“L'ET ha creato una rivoluzione nella selezione; per la prima volta la tecnica ha permesso di allevare un gran numero di discendenti da femmine geneticamente superiori. Poiché gli embrioni sono relativamente semplici da trasportare ed esportare, questo ha permesso di accedere a mercati completamente nuovi.” A parlare è Bernd Sommer, proprietario della piattaforma di marketing tedesca Holstein Forum. Secondo Sommer, l’uso intensivo dell'ET e ora anche dell'OPU/IVF offre ad allevatori ed agricoltori molte opportunità nel 2024. “Negli ultimi anni, soprattutto in Nord America, il ruolo della fertilizzazione in vitro è aumentato in modo significativo. Ogni due settimane gli embrioni possono essere prodotti in combinazione con tori diversi, e da vacche gravide…le possibilità sono praticamente infinite. Grazie al forte sviluppo dell'ET e della IVF, il mercato genetico si è ampliato enormemente. Gli allevatori che desiderano costituire la propria mandria oggi possono acquistare a prezzi ragionevoli numerosi embrioni di famiglie d'élite e di provata efficacia.”
Sommer apprezza i vantaggi della IVF, ma nota anche gli svantaggi. “La FIV ha preso il sopravvento sull'uso dell'ET in Nord America. Il segreto di questo successo sta nel mantenere strettamente riservata la composizione dei terreni utilizzati nei laboratori dalle aziende nordamericane per la maturazione, la fecondazione e la crescita degli embrioni. La qualità dei terreni sviluppati e utilizzati in Europa è inferiore, e questo può portare ad un minor numero di embrioni, gravidanze e vitelli a termine, e a parti più difficili con vitelli che a volte pesano 60-70 kg. Questo è il motivo per cui alcuni allevatori commerciali non offrono più riceventi per l'uso di embrioni da IVF.” Secondo Sommer, persino se le aziende europee avessero accesso ai migliori terreni possibili per la IVF, non pensa che questa tecnica possa diventare così rilevante come lo è in Nord America. “In Nord America, i grandi programmi di selezione sono orgogliosi quando allevano un animale leader che ha una madre di dodici mesi e una nonna di due anni. Il prelievo di uova da donatrici di pochi mesi non è scontato in Europa, e il settore lattiero-caseario probabilmente non sarebbe in grado di proporlo e farlo accettare al pubblico.”
Come allevatore, Sommer ha esperienza con la fecondazione in vitro, ma ora ha deciso di optare esclusivamente per l'ET. “Con l'ET si possono ottenere ottimi risultati. Nell'ultimo periodo, abbiamo avuto una media di otto-dodici embrioni per flushing; sono quindi molto soddisfatto e ben servito.”
‘Incoraggio sempre chiunque sia alle prime armi con l’ET/IVF a concentrarsi prima sul flushing convenzionale e sulla gestione della ricevente.’
Aurora Mitchell, una ET di terza generazione dell’Aurora Ridge Dairy di New York.
DISCUSSIONI
In Danimarca, Søren Ernst Madsen, insieme alla sua compagna Elisabeth Ravnevand, gestisce l'azienda di selezione Tirsvad Genetics (HI 12/23), nonché il servizio di ET e OPU/IVF chiamato TransEmbryo. Negli ultimi anni, Madsen ha assistito a sviluppi significativi: “L'ET continua a essere una tecnica preziosa, sia per i singoli allevatori che per i grandi Centri FA. Alcuni allevatori preferiscono usare l'ET per avere discendenti migliori per le loro mandrie da latte, mentre altri preferiscono usare la IVF per animali da show gravidi. I grandi Centri FA utilizzano sempre di più la IVF in strutture da loro stessi create e monitorate. È una tendenza globale.” Madsen stesso è uno specialista di OPU/IVF. “La IVF offre alcuni vantaggi, come l'uso di animali gravidi e la possibilità, ogni due settimane, di combinare giovani donatrici con un diverso padre di tori, ma presenta anche inconvenienti/problemi, indipendentemente dalla qualità dei terreni. La crescita di embrioni al di fuori di un utero naturale comporta sempre una maggiore possibilità di aborti durante tutte le fasi della gravidanza, oltre a parti di vitelli troppo grossi. E, possiamo davvero operare su donatrici giovanissime solo per perseguire il più breve intervallo generazionale possibile? È importante, come veterinari professionisti, riconoscere e discutere questi temi e problemi e poi, sulla base di conoscenze imparziali, stabilire dei principi che ci guidino nel modo di procedere. Questo anche grazie alla consapevolezza che le società dei Paesi occidentali non ci perdono d’occhio e non rinuncerebbero a chieder conto all'industria lattiero-casearia degli effetti indesiderati dell'allevamento sul benessere dei bovini.”
MANDRIE FANTASTICHE
Mark Nutsford è uno specialista di ET per Celltech Embryo Transfer e proprietario dell'allevamento di selezione Riverdane Holstein (HI 07/23) in Gran Bretagna. “ET e OPU/IVF sono difficilmente paragonabili in termini di tecnica. Da questo punto di vista, l'ET funziona meglio per me.” Quando gli si chiede quali siano i prerequisiti più importanti per ottenere buoni risultati con l'ET, cita immediatamente l'alimentazione. “L'alimentazione corretta per l'ET non comprende solo una razione ad alto contenuto energetico e basso contenuto proteico; fondamentali sono anche gli aminoacidi metionina, lisina e leucina, che devono essere presenti nel giusto rapporto. Quando i risultati di un flushing in un'azienda sono deludenti a causa di possibili errori nella razione, consultiamo sempre lo specialista nutrizionista locale. Dopo tutto, questa persona è la più esperta nella razione che viene utilizzata in azienda.”
Secondo Nutsford, proprio negli allevamenti ben gestiti, con un corretto raccolto dei foraggi e una composizione della razione che è nello standard, l'uso dell'ET offre enormi opportunità: “Il fatto che una primipara produca 40 kg e l'altra, con la stessa razione, rimanga bloccata a 28 kg, dimostra il notevole valore aggiunto di una buona genetica. Nelle aziende che hanno usato metodicamente i migliori animali genetici possibili per l'ET, vedo mandrie fantastiche.” l
50 ANNI DI IETS
Il 1974 è l’anno di nascita del primo vitello Holstein ET al mondo, Rockalli Son of Bova, ma è anche l’anno di fondazione della International Embryo Technology Society. Questa associazione, o IETS in breve, ospita ogni anno una conferenza. “A gennaio, abbiamo potuto accogliere 600 dei nostri 1.000 membri totali alla nostra conferenza per l’anniversario. Si è tenuta a Denver, in Colorado, la città in cui la IETS è stata fondata 50 anni fa.” A parlare è Rebecca Krisher, presidente della IETS e impiegata come Global Senior Director of Reproductive Biology per Genus ABS. “Riunire gli specialisti di ET e OPU/IVF di tutto il mondo, condividere le conoscenze, discutere insieme e perseguire così il progresso: questo è il motivo per cui la IETS è stata fondata.” Alla domanda sugli argomenti specifici discussi alla conferenza per l’anniversario, Krisher commenta: “Si va da argomenti puramente scientifici ad applicazioni più pratiche. La prima categoria comprende il rapporto tra OPU/IVF e la tecnica CRISPR, nota anche come Terapia Genica. Più orientate alla pratica in campo sono ad esempio le discussioni sulla migliore gestione delle donatrici e delle riceventi. Un nuovo sviluppo che si sta studiando molto riguarda la ricerca uterina sulle riceventi utilizzando non solo la tecnologia a ultrasuoni, ma in futuro probabilmente anche tecniche di biopsia, al fine di poter determinare sul posto e quasi istantaneamente se l’utero di una ricevente è adatto o meno a ricevere un embrione.” Krisher cita un’altra lacuna del mercato: “A causa della forte domanda di OPU/IVF, c’è un’alta richiesta di tecnici di laboratorio. Per gli studenti delle scuole superiori e delle università ci sono buone opportunità di carriera.”
