Assistierte Reproduktion

Die Abteilung Assistierte Reproduktion beschäftigt sich mit der Manipulation des Reproduktionsgeschehens (Unterdrückung der Reproduktion, Brunstinduktion, Zyklussynchronisation, Superovulation) und den Reproduktionstechniken (künstliche Besamung, Ovum Pick up und In vitro Produktion von Embryonen).

Im Bereich der weiblichen Reproduktion beschäftigen wir uns, insbesondere mit der In vitro Produktion von Embryonen bei Rind und Pferd. So können wir bei züchterisch wertvollen Tieren und/ oder Tieren mit Fruchtbarkeitsstörungen mehr Nachkommen als mit den herkömmlichen Reproduktionstechniken erzeugen.

Wir bieten aber auch andere Reproduktionstechniken wie die künstliche Besamung und den Embryotransfer an.

Im Bereich der männlichen Reproduktion liegt unsere Expertise insbesondere auf dem Erfahrung auf dem Gebiet der Spermabeurteilung von Pferd, Wiederkäuern, Schwein und Kleintieren. Neben den mikroskopischen Standardverfahren (Motilität & Morphologie) steht ein breites Spektrum moderner Analysetechniken zur Beurteilung der verschiedenster Spermaeigenschaften zur Verfügung (Durchflusszytometrie, computergestützte Spermienanalyse (CASA), In vitro Fertilisation, RNA-Sequenzierung).

Eine spermatologische Diagnostik wird vor allem zur Beurteilung der Fruchtbarkeit von Vatertieren und zum Qualitätsmanagement von Besamungsstationen durchgeführt.

Prof. Dr. Heiner Bollwein

Heiner Bollwein ist Direktor der Klinik für Reproduktionsmedizin sowie Abteilungsleiter der Assistierten Reproduktion.

Leistungsangebot Pferde

Das Interesse an neuen assistierten Reproduktionstechniken hat in den letzten Jahren in der Pferde­zucht deutlich zugenommen. Neben der konventionellen künstlichen Besamung kann Embryotransfer durchgeführt werden, zum Beispiel für wertvolle Stuten, die im Sport eingesetzt werden, oder aus medizinischen Gründen kein Fohlen austragen können. Falls momentan keine passende Empfänger­stute für den Embryo zur Verfügung steht, kann dieser langfristig in flüssigem Stickstoff bei -196°C eingefroren und später transferiert werden. Für Stuten oder Hengste mit bestimmten Fruchtbar­keitsproblemen gibt es auch die Möglichkeit, mittels transvaginaler, ultraschallgeleiteter Follikelpunktion (Ovum Pick Up = OPU) und intrazytoplasma-tischer Spermainjektion (ICSI), in vitro Embryonen zu produzieren.

In der Schweiz werden die meisten Stuten mit Tiefgefriersperma besamt. Dieses ist aufgrund der mit der Kryokonservierung verbundenen Schädigung der Spermien wesentlich kürzer haltbar als flüssigkonserviertes Sperma. Daher ist bei der Verwendung von Tiefgefriersperma eine Besamung möglichst nah am Zeitpunkt des Eisprungs und folglich eine frequente ultrasonographische Kontrolle der Stuten im Abstand von jeweils 6 bis 8 Stunden nötig.

Bei älteren Stuten ist häufig das Risiko erhöht, nach der Besamung eine Gebärmutterentzündung zu entwickeln. Deshalb sollten solche Stuten bereits 4 Stunden nach der Besamung ultrasonographisch untersucht werden, um bei Hinweisen auf eine ausgeprägte Gebärmutterentzündung frühzeitig eine gezielte Therapie einzuleiten. Dadurch werden die Aussichten auf eine erfolgreiche Trächtigkeitsrate bei Stuten mit Fruchtbarkeitsstörungen deutlich erhöht.

Wir bieten den Stutenbesitzern eine stationäre Aufnahme ihrer Stuten am AgroVet-Strickhof an, um solche Untersuchungen, eine künstliche Besamung und ggf. eine Behandlung der Stuten durchzuführen.

In der Schweiz werden die meisten Stuten mit Tiefgefriersperma besamt. Dieses ist aufgrund der mit der Kryokonservierung verbundenen Schädigung der Spermien wesentlich kürzer haltbar als flüssigkonserviertes Sperma. Daher ist bei der Verwendung von Tiefgefriersperma eine Besamung möglichst nah am Zeitpunkt des Eisprungs und folglich eine frequente ultrasonographische Kontrolle der Stuten im Abstand von jeweils 6 bis 8 Stunden nötig.

Bei älteren Stuten ist häufig das Risiko erhöht, nach der Besamung eine Gebärmutterentzündung zu entwickeln. Deshalb sollten solche Stuten bereits 4 Stunden nach der Besamung ultrasonographisch untersucht werden, um bei Hinweisen auf eine ausgeprägte Gebärmutterentzündung frühzeitig eine gezielte Therapie einzuleiten. Dadurch werden die Aussichten auf eine erfolgreiche Trächtigkeitsrate bei Stuten mit Fruchtbarkeitsstörungen deutlich erhöht.

Wir bieten den Stutenbesitzern eine stationäre Aufnahme ihrer Stuten am AgroVet-Strickhof an, um solche Untersuchungen, eine künstliche Besamung und ggf. eine Behandlung der Stuten durchzuführen.

Beim Pferd werden Embryonen durch direkte Injektion von Spermien in die Eizellen von Stuten erzeugt. Man nennt das Verfahren Intrazytoplasmatische Spermieninjektion (ICSI). Dieses Verfahren wurde vor mehr als 20 Jahren erstmals beim Menschen durchgeführt.

Die Eizellen können am lebenden Tier mittels Ovum Pick Up, oder auch direkt von den Eierstöcken von Stuten, die getötet werden müssen, gewonnen werden. Sie werden anschliessend im Labor über 30 Stunden in einem Brutschrank gereift. Danach wird in jede gereifte Eizelle ein Spermium von ausgewählten Hengsten injiziert. Im Laufe von zehn Tage entwickeln sich die Embryonen in einem Brutschrank und können dann direkt auf eine Empfängerstute übertragen werden oder in flüssigem Stickstoff bis zu einer späteren Verwendung konserviert werden.

Vor der Übertragung oder dem Einfrieren von Embryonen kann eine Probe entnommen werden, um daraus Informationen über das Geschlecht des Embryos und evtl. vorliegende Erbkrankheiten zu erhalten.

Transvaginale, ultraschallgeleitete Follikelpunktion (Ovum Pick Up) und Intrazytoplamsatische Spermainjektion (ICSI)

Beim Ovum Pick Up (OPU) werden die Eizellen der Stute durch das Absaugen der Eiblasen direkt von den Eierstöcken gewonnen. Mittels einer Nadel, die mit einer Aspirationspumpe verbunden ist, wird der Follikel durch die Scheidenwand angestochen und die Flüssigkeit abgesaugt. Das Prozedere, das unter Sedation und Lokalanästhesie abläuft, wird unter Ultraschallkontrolle durchgeführt. Die Eiblasenflüssigkeit wird nach dem OPU filtriert und die Eizellen werden unter einem Mikroskop gesucht. Die Eizellen können in einem speziellen Medium bei Raumtemperatur über 24 Stunden gelagert werden, ohne dass sie in ihrer Entwicklung beeinträchtigt werden. So können sie auch über längere Distanzen vom Ort der Gewinnung zum Labor transportiert werden.

ICSI

Intrazytoplamsatische Spermainjektion (ICSI)

Im Labor werden die nach OPU gewonnenen Eizellen über 30 Stunden gereift und durch Injektion eines einzelnen Spermiums eines ausgewählten Hengstes in die Eizelle der Stute befruchtet (ICSI). Dies wird unter dem Mikroskop mit Mikromanipulatoren durchgeführt. Das ICSI Verfahren wurde in der Humanmedizin entwickelt, um bei Paaren mit unerfülltem Kinder­wunsch Embryonen und daraus Babys zu erzeugen. Diese Technik wird nun seit Jahrzehnten routine­mässig in dafür spezialisierten Humankliniken angewandt. Seit einigen Jahren wird dieses Verfahren auch in Pferdereproduktion eingesetzt mit deutlich steigenden Zuwachsraten. Ein Vorteil der ICSI Technik ist, dass nur ein Spermium nötig ist, um eine Eizelle zu befruchten. Daher eignet sich dieses Verfahren sehr gut für Hengste mit mangelhafter Spermaqualität bzw. solche, von denen nur wenig Spermien zur Verfügung stehen. So reicht eine Gefriersamenpaillette, um hunderte von Eizellen zu befruchten. Die daraus entstehenden Embryonen entwickeln sich über 9 Tage in einem Brutschrank und werden anschliessend entweder direkt in eine Empfängerstute transferiert oder einstweilen in flüssigem Stickstoff tiefgefroren. Durch die Möglichkeit der Tiefgefrierkonservierung der Embryonen ist man nicht darauf angewiesen, eine Empfängerstute im richtigen Zyklusstand vorhalten zu müssen. Da eine Eizellgewinnung unabhängig vom Zyklusgeschehen der Stuten möglich ist, kann man Embryonen auch ausserhalb der Zuchtsaison produzieren und dann erst im Frühjahr in die Empfänger­stuten einsetzen. Ferner ist ein Transport von Tiefgefrierembryonen in flüssigem Stickstoff über grosse Entfernungen möglich.

Indikationen

  • wertvolle Stuten, von denen mehrere Fohlen in einer Saison erwünscht sind
  • Stuten, die im Sport eingesetzt werden
  • Stuten mit therapieresistenter Gebärmutterentzündung oder Eileiterveränderungen
  • Störungen im Eisprung (anovulatorische Follikel, septische Ovulation)
  • Hengste mit geringer Fruchtbarkeit in der herkömmlichen Besamung
  • Hengste, von denen nur wenige Tiefgefriersperma zur Verfügung steht

Vorteile OPU

  • ganzjährig möglich (unabhängig vom Zyklus der Stute)
  • keine hormonelle Behandlung nötig
  • wiederholbar (i.d.R. jede 2. Woche)
  • ohne negative Einflüsse auf die spätere Fruchtbarkeit

Nachteile OPU

  • invasive Methode (unter medikamenteller Sedation und Lokalanästhesie)
  • sehr geringes Risiko, Infektionen oder Blutungen zu entwickeln
  • höhere Kosten als bei anderen Reproduktionsverfahren aufgrund des vermehrten Aufwandes

Erwartungen: Erfolgsrate OPU/ICSI

  • Wahrscheinlichkeit der Entwicklung eines Embryo pro OPU-Sitzung: 70%
  • Trächtigkeitsrate nach Transfer des Embryos in eine Empfängerstute: 60%

Die ersten ICSI-Embryonen der Schweiz wurden im Jahr 2015 von der Vetsuisse-Fakultät, Universität Zürich und ISME Avenches produziert. Im Herbst 2017 hat das Team der Klinik für Reproduktionsmedizin, Universität Zürich, zusammen mit Dr. Barbara Knutti in Corcelles, die erste Trächtigkeit nach OPU und ICSI beim Pferd in der Schweiz erzeugt. Das Fohlen ist Ende September 2018 auf die Welt gekommen, und ist somit das erste ICSI-Fohlen der Schweiz!

Die Spermagewinnung erfolgt mittels künstlicher Scheide auf einem Phantom.

In der Abteilung Andrologie der Klinik für Reproduktionsmedizin ist ein Schwerpunkt die Spermabeurteilung bei männlichen Tieren, wie Rüden, Hengsten, Stieren, Böcken und Ebern. Die Spermabeurteilung erfolgt mit modernsten Verfahren wie CASA (computer assistierte Spermienanalyse) und Spezialfärbungen Spermabeurteilung erfolgt mit modernsten Verfahren wie CASA (computer assistierte Spermienanalyse) und Spezialfärbungen.

In der Abteilung Andrologie der Klinik für Reproduktionsmedizin werden Kühl- und TG-Sperma von Vatertieren hergestellt.

Eine Feststellung des Geschlechts der zu erwartenden Neugeborenen kann bereits während der Trächtigkeit durch Geschlechtsdiagnostik beim Feten erfolgen. Eine Geschlechtsbestimmung kann durch eine Ultraschalluntersuchung während der Trächtigkeit durchgeführt werden.

 

Zwillingsträchtigkeiten sind beim Pferd unerwünscht, da sie meist zum Tod der Fohlen durch Fehlgeburt führen. Durch frühzeitige Ultraschalluntersuchung der Stuten können Zwillinge erkannt und erfolgreich zu Einlingen reduziert werden.

Die ersten ICSI-Embryonen der Schweiz wurden im Jahr 2015 von der Vetsuisse-Fakultät, Universität Zürich und ISME Avenches produziert. Im Herbst 2017 hat das Team der Klinik für Reproduktionsmedizin, Universität Zürich, zusammen mit Dr. Barbara Knutti in Corcelles, die erste Trächtigkeit nach OPU und ICSI beim Pferd in der Schweiz erzeugt. Das Fohlen ist Ende September 2018 auf die Welt gekommen, und ist somit das erste ICSI-Fohlen der Schweiz.

Download Unterlagen Ovum Pick-up

Wir stellen Ihnen folgende Unterlagen und Formulare bei Interesse an einer vitro Produktion von Pferdeembryonen mittels Ovum Pick-up (OPU) und Intrazytoplasmatischer Spermieninjektion (ICSI) zur Verfügung.

Leistungsangebot Rinder

Dank assistierter Reproduktionstechniken wie dem Ovum Pick Up (OPU), der in vitro Produktion (IVP) von Embryonen und dem Embryotransfer (ET) können von wertvollen Zuchtrindern viele Nachkommen in kurzer Zeit produziert werden. Ein weiterer wichtiger Aspekt, der zur Steigerung des Zuchtfortschritts beiträgt, ist die Verkürzung des Generationsintervalls durch das OPU und die IVP bei jungen Rinder. Hierzu wird vor allem das OPU-Verfahren mit anschliessender Produktion von Embryonen in den letzten Jahren mehr und mehr eingesetzt.

Eizellen vom Rind können am lebenden Tier mittels Ovum Pick Up (OPU) oder direkt nach der Tötung gewonnen werden. Sie reifen dann einen Tag in einem Brutschrank im Labor und werden anschliessend mit Tiefgefriersperma eines oder mehrerer vom Landwirt ausgewählter Stiere befruchtet. Nach etwa einer einwöchigen Inkubation im Brutschrank entwickeln sich die Embryonen, die entweder  direkt auf Empfängertiere übertragen oder bis zur späteren Verwendung in flüssigem Stickstoff eingefroren werden können.

Vor der Übertragung oder dem Einfrieren von Embryonen kann eine Probe entnommen werden, um daraus Informationen über das Geschlecht, den Zuchtwert und Erbkrankheiten der Embryonen zu erhalten.

Eizellen vom Rind können am lebenden Tier mittels Ovum Pick Up (OPU) oder direkt nach der Tötung gewonnen werden. Sie reifen dann einen Tag in einem Brutschrank im Labor und werden anschliessend mit Tiefgefriersperma eines oder mehrerer vom Landwirt ausgewählter Stiere befruchtet. Nach etwa einer einwöchigen Inkubation im Brutschrank entwickeln sich die Embryonen, die entweder  direkt auf Empfängertiere übertragen oder bis zur späteren Verwendung in flüssigem Stickstoff eingefroren werden können.

Vor der Übertragung oder dem Einfrieren von Embryonen kann eine Probe entnommen werden, um daraus Informationen über das Geschlecht, den Zuchtwert und Erbkrankheiten der Embryonen zu erhalten.

Bei dem OPU-Verfahren werden die Eizellen durch das Absaugen der Eiblasen direkt vom Eierstock gewonnen. Mittels einer langen Nadel, die in die Scheide des Rindes eingeführt wird und mit einer Aspirationspumpe verbunden ist, werden die Eiblasen ab einem Durchmesser von 2 mm punktiert und die darin enthaltene Flüssigkeit zusammen mit den Eizellen abgesaugt. Das Prozedere läuft unter Lokalanästhesie und Ultraschallkontrolle ab.

Ultraschallgeleitete Follikelpunktion

Die Eiblasenflüssigkeit wird nach deren Gewinnung filtriert und die Eizellen werden aus der restlichen Flüssigkeit unter einem Mikroskop gesucht. Im Labor reifen die Eizellen über 20 Stunden um anschliessend mit tiefgefrorenen Spermien eines ausgewählten Stieres befruchtet zu werden. Nach der in vitro Befruchtung werden die sich daraus entwickelnden Embryonen in einem Brutschrank bei 37 °C über 6-8 Tage inkubiert. Die Embryonen können dann entweder direkt in Spendertiere transferiert oder in flüssigem Stickstoff bis zum Transfer eingefroren werden.

Eine hormonelle Stimulationsbehandlung der Tiere ist nicht notwendig, und die Punktion kann bis zu zwei Mal pro Woche durchgeführt werden.

Indikation

  • wertvolle Zuchtrinder, von denen viele Nachkommen in kurzer Zeit erwünscht sind
  • Zuchtrinder, die für den Embryotransfer (ET) noch zu jung sind
  • Kühe, bei denen ein ET nicht erfolgreich war
  • Kühe, bei denen ein ET aufgrund einer damit verbundenen Verlängerung der Zwischenkalbezeit nicht erwünscht ist
  • Kühe mit krankhaften Veränderungen der Gebärmutter und der Eileiter (z.B. Gebärmutterentzün­dungen, Eileiterverklebungen)
  • Paarung mit gesextem Sperma eines Stieres, das beim ET nur wenige Embryonen produziert.
Die Vorteile
  • keine hormonelle Behandlung nötig
  • keine negativen Effekte auf den Reproduktionszyklus und die Fruchtbarkeit
  • im Vergleich zum ET können in einer bestimmten Zeit mehr Embryonen produziert werden
  • auch bei trächtigen Rindern (bis zum 3. Trächtigkeitsmonat) durchführbar
  • gesextes Sperma ohne Probleme einsetzbar
  • genomische Selektion und Geschlechtsbestimmung an den Embryonen möglich

Die Nachteile

  • invasive Methode (unter Lokalanästhesie durchgeführt)
  • Risiko, dass es nach dem OPU zu Infektionen bzw. Blutungen kommt (sehr selten)
  • aufwendig
  • im Labor produzierte Embryonen sind schlechter einfrierbar als solche, die vom ET stammen
  • geringere Trächtigkeitsrate (ca. 35%) als bei der in vivo Produktion von Embryonen (ET ca. 60%)

Ausbeute

Im Durchschnitt werden pro OPU-Sitzung ca. 6 Oozyten gewonnen. Da nur ein Teil der Eizellen erfolgreich befruchtet wir und sich daraus dann Embryonen entwickeln, erhält man pro OPU-Sitzung und anschliessendem IVP im Mittel 2 Embryonen, wobei die Unterschiede zwischen Tieren sehr gross sind. Es gibt Rinder, von denen sehr viele Embryonen beim OPU und bei der IVP produziert werden können und Rinder, von denen man nur sehr wenige Embryonen nach Anwendung dieser Verfahren erhält.

Eizellgewinnung am toten Tier

Eizellen können auch direkt aus Eierstöcken von Tieren, die getötet werden müssen, gewonnen werden. Hierbei sind folgende Punkte zu beachten:

  • keine Euthanasie, da dieses Verfahren die Eizellen schädigt; daher müssen die Tiere mit dem Bolzenschuss getötet und entblutet werden.
  • Eierstöcke zeitnah entnehmen und in physiologische Kochsalzlösung in eine Thermosflasche eingeben
  • die physiologische Kochsalzlösung soll zu Beginn eine Temperatur von 37°C haben und dann langsam auf Zimmertemperatur abkühlen
  • Eierstöcke so schnell wie möglich (max. 4h) zum IVF-Labor am AgroVet-Strickhof bringen

Ovum Pick-Up in der Westschweiz

Frau Dr. Barbara Knutti (http://www.klc-team.ch/de/index.html) führt in Zusammenarbeit mit uns das OPU-Verfahren in der Westschweiz durch und sendet uns die Eizellen zur IVP der Embryonen nach Zürich. Daher können Landwirte aus der Westschweiz ihre Tiere zur Praxis von Barbara Knutti bringen und müssen nicht den langen Weg nach Zürich auf sich nehmen.

Unser Team

Verschaffen Sie sich einen Überblick über die Expertinnen und Experten in unserem Team.

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