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​Reprodu​cción asistida y embriología preimplantacional bovina​​

​Nuestra investigación se centra en el análisis del desarrollo embrionario temprano in vivo e in vitro en mamíferos, comprender los mecanismos que controlan las interacciones materno-embrionarias, estudiar los factores responsables de la infertilidad en las vacas lecheras, y desarrollar estrategias para reducir las pérdidas embrionarias e incrementar las gestaciones.

Grupo de investigación dependiente del

​Departamento de Reproducción Animal

​El desempeño reproductivo es uno de los factores más importantes que afectan la rentabilidad de las granjas lecheras y el desarrollo de la economía nacional, así como el nivel de vida de las sociedades rurales y urbanas. La reducción de la fertilidad en los sistemas modernos de producción de ganado a menudo se considera un fracaso de la fisiología reproductiva que debe corregirse. El conocimiento de los mecanismos de la interacción materno-embrionaria preimplantacional conducirán al desarrollo de nuevas estrategias capaces, por un lado, de reducir las pérdidas embrionarias tempranas y aumentar las tasas de preñez en el ganado lechero, y por otro lado, de mejorar las tecnologías de reproducción asistida, ambas con claro impacto social y económico para la industria ganadera. Nuestros estudios representan una mejora en el área de la Biotecnología Reproductiva que permitirá la generación de embriones in vitro de mejor calidad de animales de elevado valor genético y/o de razas autóctonas y silvestres, capaces de establecer preñeces en programas de transferencia. Por tanto, nuestra investigación contribuye al desarrollo tecnológico y a la sostenibilidad nacional e internacional en el sector ganadero y la mejora de las tecnologías de la reproducción asistida en mamíferos, incluyendo la especie humana.

Investigación

Nuestro grupo de investigación es un grupo interdisciplinario en diferentes metodologías tanto básicas como aplicadas en aspectos relacionados con la biotecnología reproducción en especies ganaderas. 

Los principales objetivos de nuestro grupo son:

• Analizar el desarrollo embrionario temprano en mamíferos, desde el día de la fecundación hasta el inicio de la implantación, mediante modelos in vivo e in vitro.

• Comprender los mecanismos genéticos y epigenéticos que controlan el desarrollo embrionario preimplantacional in vivo e in vitro, y su plasticidad/vulnerabilidad.

• Determinar los factores que afectan la producción in vitro de embriones y su calidad imitando las condiciones fisiológicas (células epiteliales del oviducto y utero, fluido oviductal y uterino y sus vesículas extracelulares/exosomas).

• Comprender los mecanismos que controlan las interacciones embrio-maternas en el tracto reproductivo (oviducto y útero).

• Estudiar los factores responsables de la subfertilidad en vacas lecheras.

• Utilización de Tecnologías de Reproducción Asistida (Inseminación Artificial, Sincronización, Superovulación, Aspiracion Folicular por Ecografia, Criopreservación, Transferencia de Embriones) para mejorar la eficiencia reproductiva en el ganado.

• Estudiar los factores asociados al inicio de la pubertad en el ganado.

Nuestro grupo de investigación ha sido el primero en demostrar una interacción recíproca y local entre el embrión y el oviducto, lo que sugiere que este órgano es más que un simple conducto para el transporte del embrión en su viaje al útero. Además, hemos descrito diferencias transcripcionales entre el istmo y el ámpula del oviducto en el momento en que el embrión está presente.

A continuación, hemos demostrado que la presencia de bajas concentraciones de fluido oviductal y uterino en el medio de cultivo para la producción in vitro de embriones bovinos tiene un efecto positivo en el desarrollo embrionario y la calidad de los blastocistos producidos.

Para tratar de imitar la comunicación intercelular entre el oviducto y el embrión, suplementamos los medios de cultivo in vitro con Vesículas Extracelulares (VEs) aisladas tanto del medio condicionado de células oviductales bovinas (BOECs) como del fluido oviductal del Itsmo, siendo los primeros en evidenciar una mejorara en la calidad del embrión. La identificación de los mecanismos moleculares detrás de esta comunicación materno-embrionaria que afecta el desarrollo embrionario in vitro ayudaría a mejorar los Tecnologías de Reproducción Asistida (ARTs) actuales.

Entre los logros recientes, utilizando un modelo in vitro que permite una interacción local y temporal entre el embrión y BOECs, confirmamos que el embrión temprano altera la expresión génica de BOECs. Además, este efecto es específico del estadio del embrión y es el resultado de un contacto directo con BOECs o de sus secreciones excretadas en el medio.

Actualmente, estamos estudiando el contenido de microARN y proteínas de los VEs del tracto reproductivo de novillas en las diferentes etapas del ciclo estral y su efecto en el desarrollo y la calidad de los blastocistos producidos utilizando un sistema secuencial de cultivo in vitro.

En relación con la subfertilidad en vacas lecheras, hemos evidenciado mediante transferencia endoscópica de embriones que el tracto reproductivo de la vaca lactante en posparto pose una menor capacidad para soportar el desarrollo embrionario temprano que las novillas, explicando las menores tasas de concepción observadas en estos animales.  Además, en las novillas la concentración de P4 fue más alta que en las vacas lactantes. Es bien conocido el importante papel que la P4 tiene en el establecimiento y mantenimiento de la gestación. En estudios posteriores, mostramos que la administración de hCG el día 2 después del celo aumentó los niveles circulantes de P4 a partir del día 6 en vaca de alta producción lechera. Además, hemos iniciado una línea de investigación basada en la transferencia de embriones terapéuticos en vacas repetidoras de celo. Ambas podrían constituir estrategias para disminuir las pérdidas embrionarias tempranas en vacas de alta producción de leche.

En general, los resultados de nuestra investigación repercutirán positivamente en los tratamientos de fertilidad en humanos y en el incr​emento de la eficiencia reproductiva en especies ganaderas.

 

Principales Colaboradores Cientificos

 - Prof. María Encina González Martínez, Universidad Complutense de Madrid (UCM), España

 - Dr. María Jesús Sánchez Calabuig, Universidad Complutense de Madrid (UCM), España

 -  Dr. Karina Cañón Beltrán, Universidad Complutense de Madrid (UCM), España

 Dr. Yulia Cajas Suárez, Universidad Politecnica de Madrid (UPM), España

 Dr. José María Sánchez Gómez, IFAPA-Centro Hinojosa del Valle, C​órdoba, España

-  Prof. Pat Lonergan, University College Dublin (UCD), Ireland

 - Prof. Juliano da Silveira, University of Sao Paulo (USP), Brazil

Miembros

  • Yulia Nathaly Cajas Suárez
    Functional analysis of the effect of Nobiletin on preimplantation bovine embryo development
    Dirección: Dimitrios Rizos (RA-INIA) - Maria Encina Gonzalez Martinez & José Manuel Bautista (UCM) | Universidad Complutense de Madrid (UCM)
  • Beatriz Rodriguez AlonsoDirección: Dimitrios Rizos (RA-INIA) - Pat Lonergan (UCD, Ireland) - Manuel Aviles (UMU) | University College Dublin (UCD), Ireland
  • Sandra Bages Arnal Dirección: Dimitrios Rizos (RA-INIA) - Pat Lonergan & Trudee Fair (UCD, Ireland) | University College Dublin (UCD), Ireland
  • Meriem Hamdi
    Bovine embryo-maternal interaction: implications for embryo development and quality
    Dirección: Dimitrios Rizos (RA-INIA) | Universidad Complutense de Madrid (UCM)
  • Viviana Torres Osorio
    Efecto del resveratrol sobre la cantidad y calidad de embriones bovinos producidos in vitro
    Dirección: Dimitrios Rizos & Alfonso Gutiérrez-Adán (RA-INIA) - María Jesús Sánchez Calabuig (UCM) | Univeridad Nacional de Colombia, Medellin
  • Análisis del establecimiento de la longitud telomérica durante el desarrollo temprano en los mamíferos
    Dirección: Alfonso Gutiérrez-Adán & Dimitrios Rizos & Pablo Berméjo Álvarez (RA-INIA) | Universidad Complutense de Madrid (UCM)
  • Ricaurte Lopera Vasquez
    Embryo development in vitro in cattle: Role of oviduct cells, oviductal fluid and extracellular vesicles
    Dirección: Dimitrios Rizos & Miguel Ángel Ramírez de Paz (RA-INIA) | Universidad Complutense de Madrid (UCM)
  • Veronica Maillo Sevilla
    Maternal-Embryo Interaction and Consequences for Embryo Development in Cattle
    Dirección: Dimitrios Rizos (RA-INIA) - Pat Lonergan (UCD, Ireland) | Universidad de Murcia (UMU)
  • Maria Clemente
    Maternal-embryonic interaction in cattle: The role of progesterone and embryo quality in conceptus elongation during maternal recognition of pregnancy
    Dirección: Dimitrios Rizos & Julio de la Fuente (RA-INIA) | Universidad de Murcia (UMU)
  • Pablo Bermejo Alvarez
    Sex ratio control before fertilization and preimplantational sexual dimorphism in bovine” Universidad Complutense de Madrid
    Dirección: Alfonso Gutiérrez-Adán & Dimitrios Rizos (RA-INIA) | Universidad Complutense de Madrid (UCM)

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