Melbourne, Australia – Una revisión científica destaca el potencial de la criopreservación de las células germinales iniciales para garantizar la conservación de las especies de peces en peligro de extinción, con la finalidad de asegurar la biodiversidad de los peces y para producir nuevos individuos que incrementen o restauren las poblaciones de peces nativos.
En el año 2015, la World Wildlife Fund (WWF) reportó una disminución de 49% en la biomasa marina global, incluido un 50% de la caída en las capturas para la subsistencia local o uso comercial.
Los investigadores de la Monash University, del Smithsonian Conservation Biology Institute (EE.UU.) y del Hawaii Institute of Marine Biology (EE.UU) publicaron una revisión científica en donde resumen los mecanismos que sustentan el desarrollo de la línea germinal de teleósteos y muestra cómo esto ha llevado al desarrollo de métodos que manipulan la línea germinal, de una manera que mejorará las estrategias actuales de conservación para las especies de peces en peligro de extinción.
El artículo apareció publicado en la revista Reproduction, Fertility and Development, a continuación presentamos un resumen del mismo que te ayudará a entender las técnicas de criopreservación.
Métodos de conservación ex situ
Comúnmente los métodos de conservación ex situ incluyen la reproducción en cautiverio y criobancos de células y tejidos animales. Para muchas especies, las condiciones para que la reproducción ocurra no se conoce o no puede ser fácilmente replicado en cautividad. Por consiguiente, los criobancos de muestras de especies de peces en peligro de extinción se han convertido en los métodos más convenientes para almacenar su genética.
Las células y tejidos criopreservados pueden ser almacenados indefinidamente como una fuente de material genético para recuperar una población en caso de un evento catastróficos que genere una pérdida de biodiversidad o extinción.
El semen de muchas especies de peces ha sido criopreservado con éxito. Sin embargo, debido a la gran diversidad en la morfología y función del esperma entre los peces y los cortos períodos reproductivos de especies estacionales, el proceso de optimización es frecuentemente largo y las técnicas no puede ser transferidos entre especies, géneros o familias.
Aún si los espermatozoides pueden ser almacenados, los ovocitos maduros de peces aún no han sido recuperados con éxito después de la criopreservación; no obstante, tienen un limitado en huevos frescos de peces. La criopreservación de los ovocitos y huevos de peces presentan más de un desafío debido a que su gran tamaño limita la penetración de los crioprotectores, conduciendo a la formación de hielo durante la congelación.
Por otro lado, los embriones contienen la información genética de un macho y de una hembra, lo que los convierte en un objeto apropiado para la criopreservación. Sin embargo, de igual forma que con los ovocitos, los embriones tienen una baja superficie con respecto al volumen, pero también son muy complejos, lo que limita el movimiento de los crioprotectores y el cruce del agua a través de las membranas.
Nuevas tendencias para la conservación de peces
La falta de técnicas de criopreservación exitosas para los embriones y los ovocitos reduce significativamente las oportunidades para los bancos genéticos de especies de peces en peligro y sugiere la necesidad de identificar nuevas vías para la conservación avanzada de los peces.
Para encontrar nuevos caminos los científicos vienen prestando atención al uso de células no diferenciadas, como las células germinales primordiales (PGCs), la espermatogonia en los machos y la oogonia en las hembras. Estas células tienen relativamente una estructura simple comparada con sus contrapartes diferenciadas, llamados espermatozoides y ovocitos, lo que las vuelve en un objetivo fácil para la criopreservación con el potencial de estandarizar los métodos de criopreservación entre las especies.
Aspectos clave del desarrollo de línea germinal en los peces
Se necesita un conocimiento detallado de los mecanismos de biología básica del desarrollo de células germinales para manipular con éxito la reproducción en las especies de peces.
El grupo de peces teleósteos es marcadamente diverso; no obstante, muchos aspectos de formación, migración y diferenciación de las células germinales son comunes. Las especies de peces de modelo biomédico, como el pez cebra, han sido bien estudiados y proveen el conocimiento necesario. Aunque el tiempo de los eventos de formación, migración y diferenciación de las células germinales son específicos de las especies, los mecanismos son similares y pueden ser aplicados ampliamente a muchas especies.
Criopreservación
Las colecciones de células y tejidos criopreservados, frecuentemente referidos como biobancos, criobancos o “zoos congelados” han sido un método popular para salvaguardar la genética de las especies en peligro de extinción por muchas décadas.
La criopreservación de células germinales iniciales brinda a los biólogos de conservación un medio factible para almacenar el material genético de especies en peligro de extinción, con una relativa alta viabilidad, en comparación con los tipos de células diferenciadas (espermatozoides y ovocitos).
Esterilización de sustitutos
Previo a la inyección de los donadores de las células germinales, el receptor debe ser esterilizado para asegurar la producción exclusiva de gametos del donante. Aunque existen muchos métodos diferentes de esterilización, todos sus inconvenientes deben ser cuidadosamente considerados en base a cada especie.
El método más efectivo de esterilización usualmente depende de la formación de células germinales y la edad en la cual ocurre la esterilización; por ejemplo, la esterilización en la etapa embrionaria, antes del desarrollo de las células germinales, probablemente requiera un enfoque diferente a la esterilización en peces adultos maduros.
Aplicaciones prácticas para la conservación
El uso de las líneas de células germinales iniciales como medio para salvaguardar la genética de peces en peligro de extinción tiene una gran aplicación en las estrategias de conservación de largo plazo.
Comparado con los métodos de conservación que tienen como objetivo el almacenamiento de gametos como los espermatozoides, la criopreservación de PGCs tiene una clara ventaja en que cada célula individual tiene el potencial, cuando es trasplantado al sustituto, de generar gametos durante el período de vida del individuo.
Como reproductores, los sustitutos pueden ser usados para establecer programas de reproducción para las especies en peligro de extinción y potencialmente producir millones de larvas para los programas de repoblamiento.
Un gran desafío en aplicar estos métodos para las especies en peligro de extinción es que su biología reproductiva es frecuentemente poco conocida. Las mayoría de las investigaciones se basan en especies de cultivo, como los salmónidos, y aunque muchos de los aspectos del desarrollo de células germinales en los peces son comunes, el traslado de estos métodos a las especies en peligro de extinción requerirán de una optimización.
Combinando la criopreservación y el trasplante de células germinales podría expandir nuestra capacidad para preservar muestras genéticas funcionales de especies en peligro de extinción, para asegurar la biodiversidad de los peces y para producir nuevos individuos para incrementar o restaurar poblaciones nativas de peces. {mprestriction ids=»*»}
Contacto:
Nicola Rivers
Email: nicola.rivers@monash.edu
Referencia (acceso abierto):
Rivers N., J. Daly and P. Temple-Smith. 2020. New directions in assisted breeding techniques for fish conservation. Reproduction, Fertility and Development, 2020, 32, 807–821. https://doi.org/10.1071/RD19457 {/mprestriction}
