Terapia ricombinante con Fsh e Lh per l'induzione della deposizione delle uova di teleostei arrestati previtellogenici e precocemente spermatogenici, la triglia a testa piatta (Mugil cephalus)

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 6563 (2022) Citare questo articolo

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Con l’espansione e la diversificazione dell’acquacoltura globale, continuano gli sforzi per sviluppare nuove biotecnologie per la riproduzione assistita in specie che presentano disfunzioni riproduttive. I maschi di triglia a testa piatta (Mugil cephalus) allevati in condizioni intensive nella regione mediterranea non producono latte fluido e la maggior parte delle femmine si arresta alla previtellogenesi. Le iniezioni settimanali di ormone follicolo-stimolante ricombinante (rFsh) e di ormone luteinizzante (rLh) hanno indotto e completato la vitellogenesi nelle femmine trattate (n = 21) e i maschi trattati hanno prodotto spermatozoi fluenti (n = 9). L’applicazione di una dose priming di 30 µg kg−1 rLh e una dose risolutiva di 40 mg kg−1 di progesterone, o dosi priming e risolutive di 30 µg kg−1 rLh, ha portato all’induzione della maturazione, dell’ovulazione e delle deposizioni spontanee con un successo riproduttivo rispettivamente dell'85% (8 femmine su 9) e del 100% (n = 6). Le uova raccolte hanno avuto una fecondazione del 63 ± 21% con sviluppo dell'embrione e una schiusa del 58 ± 23%. In confronto, gli individui di controllo non hanno mostrato progressi nello sviluppo delle gonadi e non hanno prodotto spermatozoi fluenti. I presenti risultati confermano la possibilità di controllare l'ovogenesi dalla previtellogenesi al completamento della maturazione e alla deposizione delle uova in vasche fecondate utilizzando esclusivamente rFsh e rLh in una specie di teleostei.

L’acquacoltura intensiva è alla ricerca di modi per migliorare il controllo riproduttivo, soprattutto nelle specie riproduttivamente disfunzionali, per garantire la fornitura di avannotti per la produzione commerciale su larga scala. Lo sviluppo di protocolli colturali non solo garantirà una fornitura coerente e sostenibile per le operazioni di crescita, ma consentirà anche miglioramenti genetici attraverso la selezione selettiva. Il successo dei protocolli di coltura allevierà a sua volta la pressione della pesca sugli stock di popolazioni naturali che in molti casi sono compromessi. Una parte essenziale per fornire un approvvigionamento affidabile di novellame è controllare la riproduzione dei pesci adulti tenuti in cattività. Tuttavia, alcune specie non completano la riproduzione in cattività e sono state impiegate terapie ormonali esogene per sviluppare la produzione dell’acquacoltura.

I due stadi riproduttivi, gametogenesi (oogenesi e spermatogenesi) e maturazione (maturazione e spermiazione degli ovociti) sono controllati da diversi ormoni riproduttivi prodotti nell'ipofisi e nelle gonadi, ovvero gli ormoni gonadotropine (Gth) e gli steroidi1. Le terapie ormonali basate sugli ormoni di rilascio delle gonadotropine e sugli agonisti dei recettori dell'ormone luteinizzante (gonadotropine corioniche umane o estratti ipofisari) sono comunemente utilizzate per controllare la fase di maturazione, mentre il controllo ormonale della gametogenesi è raramente utilizzato nel settore dell'acquacoltura2. L’uso di ormoni gonadotropine ricombinanti (rGths) relativamente nuovi, degli ormoni ricombinanti follicolo-stimolanti (rFsh) e luteinizzanti (rLh), può aprire nuove strategie in acquacoltura per trattare i disturbi riproduttivi e sviluppare programmi di allevamento fuori stagione3. A tal fine sono stati sviluppati diversi trattamenti in vivo, focalizzati principalmente sugli stadi finali di maturazione e spermazione/ovulazione mediante iniezioni singole o doppie di rGths4,5. Tuttavia, le specie ittiche arrestate nelle prime fasi del ciclo riproduttivo richiedono il controllo della gametogenesi, con trattamenti a lungo termine di iniezioni ripetute che mantengono elevati livelli plasmatici di Gths3 specifici. Nel caso dei maschi, sono stati descritti diversi approcci di successo a lungo termine per l'anguilla europea immatura (Anguilla anguilla)6 e la sogliola senegalese matura (Solea senegalensis)7,8. Nel caso delle femmine, è stato difficile definire trattamenti simili a lungo termine per produrre gameti vitali da femmine arrestate prima della vitellogenesi. Un progresso significativo è stato ottenuto con il trattamento a lungo termine delle femmine di triglia a testa piatta (Mugil cephalus) previtellogeniche con rFsh e rLh per completare con successo la vitellogenesi9. Tuttavia, dopo l'induzione della maturazione con rLh e Progesterone (P4), le femmine allevate con maschi spermianti non sono riuscite a deporre le uova spontaneamente. Pertanto, i gameti sono stati spogliati e fecondati artificialmente ed è stata ottenuta una bassa percentuale di fecondazione (< 1%), il che ha messo in dubbio la fattibilità del processo per scopi di acquacoltura. Tuttavia, nonostante la bassa fecondazione, lo studio ha dimostrato la possibilità di utilizzare rFsh e rLh per indurre l'oogenesi dalla previtellogenesi per ottenere uova e larve in condizioni intensive e ha incoraggiato ulteriori ricerche per migliorare i risultati ottenuti.

2.25 years) although not all females that were held for this time had started vitellogenesis./p> 200 µm). Weekly doses were maintained at 12 µg kg−1 during vitellogenesis. As vitellogenesis progressed and when mean diameter of the most developed oocytes was ≥ 300 µm, females received in addition a weekly administration of rLh at rising doses. Initially an rLh dose of 2.5 µg kg−1 was given and maintained until females entered into late-vitellogenesis (≥ 400 µm)17 and was then increased to 4 and 6 μg kg−1. At an oocyte diameter of ~ 500 µm, weekly rFsh doses were reduced to 4 μg kg−1 while rLh was increased to 9 μg kg−1. A combination of 4 μg kg−1 rFsh and 12 μg kg−1 rLh per week was administered until vitellogenic growth was completed. The completion of oocyte growth was determined when oocytes were deemed approaching maturation; microscopic examination showed that the most developed oocytes were nearing 600 µm in diameter. The nine females in the control group were also manipulated each week and were injected with saline solution (1 mL) a total of twelve times./p> 200 µm) and vitellogenic growth was maintained with a dose of 12 µg kg−1 per week. When the mean diameter of the largest oocytes was ≥ 300 µm, in addition to rFsh, rLh was administered in increasing doses. Initially an rLh dose of 2.5 µg kg−1 was given and maintained until females presented ≥ 400 µm oocytes and was raised to 4 and 6 μg kg−1. At ~ 500 µm diameter, weekly rFsh doses were reduced to 4 μg kg−1 whereas rLh was increased to 9 μg kg−1. A combination of 4 μg kg−1 rFsh and 12 μg kg−1 rLh per week were administered until vitellogenic growth was completed (~ 600 µm). Each point corresponds to a weekly administration. This scheme represents the longest pattern of administration of those females that required a total of thirteen weeks to complete vitellogenic growth./p> 25 μm s−1 and fast progressive sperm to have a straightness (SRT = VSL/VAP × 100) of > 80% and a VCL of > 80 μm s−1. All samples were analysed on the day of the collection and 48 h after collection. Samples collected at the end of the experiment (week 13) were also analysed on days 1, 4, 6, 8, 11, 13 and 15 after collection./p> 50%) were obtained from oocytes treated with P4 (4000, 1000, 500 and 50 ng mL−1) or 100 ng mL−1 of rLh (Supplementary Fig. S6). All oocytes treated with P4 and oocytes treated with 400, 200 and 100 ng mL−1 of rLh had significantly (P < 0.05) higher percentages (> 34%) of ovulation than untreated oocytes (control) and oocytes treated with rFsh or 10 ng mL−1 of rLh (< 8%). Oocytes treated with 50 ng mL−1 of rLh had a percentage of ovulation (21.3 ± 18.5%) that was intermediate between the highest and lowest ovulation groups./p>