Sêmen sexado: histórico e atual status da tecnologia

A seleção do sexo na concepção (produção direcionada de machos ou fêmeas) possui uma longa história, na qual ocorreram grande descobertas e também muitas desilusões. Isso se deve à falta de compreensão dos princípios básicos que regem a determinação do sexo em mamíferos. Um exemplo clássico ocorreu na Grécia em 470-402 aC, quando Demócrito sugeriu que o testículo direito produziria apenas machos, enquanto o esquerdo produziria apenas fêmeas.

O sêmen sexado se tornou comercialmente disponível em 2006, utilizando-se o método de citometria de fluxo para a separação de células. Até os dias de hoje, nenhum outro método provou ser eficaz para a sexagem de sêmen. Vários milhões de doses de sêmen sexado já foram produzidos e as empresas tem garantido aproximademente 90% de eficácia do produto. A proporção de animais nascidos com o sexo desejado poderia exceder 95%, porém o impacto no custo de produção tornaria a dose de sêmen muito cara.

A separação dos espermatozóides para a produção de machos (cromossomo Y) ou fêmeas (cromossomo X) é possível devido à diferença no conteúdo de DNA dessas células (o espermatozóide que gera fêmea possui 4% mais material genético que o espermatozóide que gera macho). Com o uso da citometria de fluxo para separação de células é possível separar os dois tipos de espermatozóides com alta confiabilidade. O citômetro de fluxo associa a emissão de raios laser com coloração diferencial dos espermatozóides viáveis e não viáveis e com as forças hidrodinâmicas que direcionam o espermatozóide durante o processo de separação dos espermatozóides X e Y.

Mamíferos produzem sêmen de forma que 50% dos espermatozóides carregam o cromossomo X e 50% carregam o cromossomo Y. Muitas diferenças teóricas entre o espermatozóide X e Y têm sido sugeridas (por exemplo, differenças de tamanho, peso e densidade, dentre outras). Entretanto, essas diferenças são tão pequenas que atualmente é impossível medir a maioria deles de forma precisa. Assim sendo, os espermatozóides são, na prática, idênticos quanto ao tamanho, peso, velocidade, etc.

Garner e colaboradores demonstraram em 1983 que a abordagem por citometria de fluxo foi capaz de determinar com precisão as diferenças no conteúdo de DNA entre espermatozóides contendo cromossomos X e Y no sêmen de bovinos, ovinos, suínos e coelhos. No entanto, os espermatozóides foram mortos durante o processo de torná-los permeáveis ao corante fluorescente que possibilita a separação.

Nos primeiros usos do sêmen sexado para inseminação artificial em bovinos foi utilizado sêmen resfriado. Este sêmen era coletado na central, processado, sexado e enviado para o centro onde se encontravam as fêmeas aptas a serem inseminadas. Para isso, era necessário um conjunto de transporte bem coordenado e sincronizado. Quando as inseminações foram feitas dentro do prazo máximo de 12 h do processo de sexagem, as taxas de concepção foram próximas a 50%. Entretanto, Seidel e colaboradores (1997) constataram que a fertilidade diminuiu consideravelmente quando as inseminações ocorreram 17 h ou mais após o inicio do processo de sexagem.

Assim, a disponibilidade de sêmen sexado foi severamente limitada pela dificuldade de coleta e sexagem de um número suficiente de espermatozóides (20 milhões de espermatozóides) para inseminação e pela dificuldade de enviar o sêmen resfriado para longas distâncias. Para isso iniciaram-se estudos de criopreservação de sêmen sexado. O primeiro relato de sucesso na criopreservação de sêmen bovino sexado demonstrou que os métodos de criopreservação utilizados em sêmen convencional funcionaram bem. Este avanço permitiu que a realização da inseminação em locais afastados do centros de coletas.

Estudos relacionados à ocorrência de aborto, duração da gestação, mortalidade neonatal, dificuldade de parto e diferenças de peso ao nascimento ou à desmama demonstraram que o uso de sêmen sexado não alterou nenhum destes parâmetros quando comparado ao uso do sêmen convencional. Um relatório recente do uso comercial de sêmen sexado mostrou que as taxas de aborto em novilhas inseminadas com sêmen sexado (1,4%, n = 5.495) não diferiu daquelas observadas após o uso de sêmen convencional (1,9%, n = 4.902).

Considerando-se as perdas de transformação e outras questões logísticas, a concentração de 2 milhões de espermatozóides por palheta tornou-se a dose padrão da indústria, balanceando custo e fertilidade. Foi verificado que ao dobrar o número de espermatozóides sexados por dose, a taxa de prenhez aumentou em apenas 2 a 4% para a maioria dos touros. Assim sendo, animias submetidos a IA utilizando-se sêmen sexado com esta dose padrão tem apresentado de 70 a 90% da concepção do observada em animais que recebem sêmen convencional. Com relação ao uso de sêmen sexado em programas de superovulação, os números de embriões recuperados tem sido reduzidos pela metade quando comparado ao uso de sêmen convencional. Entretanto, a taxa de prenhez por embrião produzido com sêmen é a mesma do embrião originado a partir de sêmen convencional.

É importante salientar que existe grande variação individual na fertilidade de touros submetidos ao processo de sexagem, o que deve ser levado em consideração no momento da escolha do reprodutor para programas de inseminação artificial e de transferência de embriões. O maior desafio será melhorar a fertilidade do sêmen sexado.

Bibliografia

D.L. Garner, G.E. Seidel Jr. History of commercializing sexed semen for cattle. Theriogenology 69 (2008), pp. 886-895.
D.L. Garner, B.L. Gledhill, D. Pinkel, S. Lake, D. Stephenson and M.A. Van Dilla et al., Quantification of the X- and Y-chromosome-bearing sperm of domestic animals by flow cytometry, Biol Reprod 28 (1983), pp. 312-321.
G.E. Seidel Jr., C.H. Allen, L.A. Johnson, M.D. Holland, Z. Brink and G.R. Welch et al., Uterine horn insemination of heifers with very low numbers of nonfrozen and sexed sperm. Theriogenology 48 (1997), pp. 1255-1264.