Un team di ricerca giapponese dell'Università di Kumamoto è riuscito a sviluppare una tecnologia di conservazione mediante refrigerazione che mantiene la funzionalità di fertilizzazione dello sperma di topo per 10 giorni. In precedenza, il periodo massimo di congelamento è stato limitato a tre giorni, ma estendendo il periodo di conservazione di oltre tre volte tale importo, è ora possibile inviare sperma di topi geneticamente modificati a organizzazioni di ricerca in tutto il mondo.
Molte università e aziende farmaceutiche sono impegnate nella ricerca e nello sviluppo utilizzando topi geneticamente modificati che hanno determinati geni manipolati per riprodurre malattie umane. Poiché questi topi sono utili per compiti come accertare la sicurezza dei farmaci o indagare sulla causa di una malattia, vengono spesso trasportati nei laboratori di tutto il mondo. È comune trasportare topi vivi in contenitori speciali, ma c'è il rischio che muoiano a causa dello stress durante il trasporto, o fuggire a causa di un uso improprio o di un incidente. Questo è altamente indesiderabile dal punto di vista del benessere degli animali e della conservazione dell'ecosistema.
In precedenza, l'Istituto per lo sviluppo e l'analisi delle risorse dell'Università di Kumamoto ha sviluppato una tecnologia di ingegneria riproduttiva per produrre in modo efficiente, negozio, e fornire topi geneticamente modificati; una tecnologia che è ora utilizzata negli istituti di ricerca di tutto il mondo. Il gruppo di ricerca ha anche condotto ricerche sul trasporto refrigerato di spermatozoi come metodo per sostituire il trasporto di topi adulti geneticamente modificati. Effettuando la fecondazione in vitro con sperma refrigerato, è possibile preparare un gran numero di topi geneticamente modificati tutti in una volta. In altre parole, refrigerare e trasportare lo sperma di topi geneticamente modificati risolve tutti i problemi del trasporto di animali vivi.
Utilizzando il metodo di trasporto refrigerato, i ricercatori hanno condotto test di trasporto reciproco tra la Kumamoto University nel sud del Giappone e l'Asahikawa Medical University nel nord, e tra la Kumamoto University e l'Università della California Davis. Però, il periodo durante il quale lo sperma di topo poteva essere refrigerato e rimanere vitale era limitato a tre giorni. Dopo quel tempo la capacità fertilizzante dello sperma è diminuita. Quando si tenta di trasportare topi geneticamente modificati in tutto il mondo, era necessaria un'estensione del periodo di refrigerazione sicura.
I ricercatori miravano a migliorare la tolleranza alle basse temperature dello sperma aggiungendo quercetina, che è un antiossidante contenuto nelle piante resistenti al freddo, e dimetilsolfossido (DMSO), che è ampiamente usato come sostanza crioprotettiva, ad una soluzione di conservazione. Le due sostanze hanno notevolmente migliorato la motilità degli spermatozoi conservati a freddo e hanno permesso di mantenere la loro capacità fertilizzante per 10 giorni. Usando lo sperma refrigerato, i ricercatori sono stati in grado di fecondare un uovo in vitro e produrre un normale cucciolo di topo. Inoltre, hanno studiato in dettaglio la funzione degli spermatozoi trattati con quercetina e DMSO e hanno scoperto che l'attività dei mitocondri produttori di energia era elevata. L'osservazione dello sperma con un microscopio a fluorescenza ha rivelato che la quercetina si è accumulata nel mezzo dello sperma dove sono presenti i mitocondri. I risultati suggeriscono che la quercetina può proteggere i mitocondri negli spermatozoi.
"Questa ricerca consente di trasportare in modo sicuro e semplice topi geneticamente modificati alle organizzazioni di ricerca di tutto il mondo, " ha detto il capo dello studio, Dr. Toru Takeo dell'Università di Kumamoto. "Si prevede che ciò acceleri la ricerca collaborativa internazionale e contribuisca allo sviluppo della medicina e della ricerca nelle scienze della vita".
Questo risultato della ricerca è stato pubblicato online sulla rivista Biologia della riproduzione l'8 novembre 2017.
