FECUNDACIÓN IN VITRO EN RATÓN Guía de Trabajo 1. 2. INFORMACIÓN GENERAL TÍTULO: Fecundación in vitro en ratón CATEGORÍA: Planificaciones de unidades de aprendizaje SECTOR DE APRENDIZAJE: Biología CONCEPTOS CLAVES: Fecundación in vitro, cultivo in vitro, gametos, inseminación. DURACIÓN: 21 minutos IDIOMA: Español RESUMEN El video aborda las distintas etapas de la fecundación in vitro en ratón, al igual que los diferentes estadios del desarrollo embrionario temprano. El video fue realizado por la Oficina de Medios Educativos, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile, como medio de apoyo a la docencia en el primer y segundo año de la carrera de medicina. El video se inicia con el manejo de los animales y las técnicas de disección, describe la anatomía del aparato reproductor (machos y hembras) y la obtención, preparación y manejo de los gametos in vitro. También profundiza en los cambios morfo-funcionales de los gametos que conducen a la fecundación, tales como la capacitación y la reacción acrosomal en los espermatozoides. Luego se observan los siguientes procesos: La inseminación de los complejos cúmulo-ovocitos e interacción gamética a nivel de células del cúmulo, zona pelúcida y membrana plasmática. Evaluación y diagnóstico de la fecundación. Formación de pronúcleos, expulsión del segundo corpúsculo polar, reacción de la zona pelúcida y su significado biológico. Cultivo in vitro de los embriones durante el desarrollo temprano. Clivaje, compactación y diferenciación embrionaria. El video posee varios logros: graficar los procedimientos de disección y tratamientos de los ratones de laboratorio; visualizar procesos microscópicos, imposibles de advertir con la vista humana y ver la secuencia de un proceso de forma rápida y entendible. 3. INFORMACIÓN PARA EL DOCENTE a) Objetivos Fundamentales y Contenidos Mínimos potencialmente abordables a partir de los contenidos tratados en el video A continuación se sugieren algunos Objetivos y Contenidos pertenecientes a los Planes y Programas de Mineduc que, debido a su pertinencia, pueden ser potencialmente abordados a partir de las temáticas tratadas en el video Sector de Aprendizaje Biología Nivel 1º Medio Unidad Unidad 2. Hormonas, reproducción y desarrollo Contenidos La producción de gametos y el significado de la fecundación restablecimiento de la diploidía y de la fecundidad masculina y femenina en el A continuación se sugieren algunos contenidos procedimentales y actitudinales que, dada su naturaleza, son potencialmente abordables a partir de los contenidos del video. Contenidos procedimentales y actitudinales obtener y procesar información científica en diversas fuentes, interpretando tablas, esquemas, gráficos y documentos fotográficos; formular hipótesis y elaborar conclusiones con base científica; comunicar en forma oral y escrita, sintetizando en esquemas, describiendo, expresando opiniones en una discusión y explicando con vocabulario científico; realizar indagaciones bibliográficas, comunicando sus resultados en forma oral y escrita. A continuación se sugieren algunos OFT que, dada su naturaleza 1, podrían ser abordados a partir del contenido del video. Objetivos Fundamentales Transversales “Desarrollo del pensamiento: tienen especial énfasis las habilidades de investigación y el desarrollo de formas de observación, razonamiento y de proceder características del método científico, así como las de exposición y comunicación de resultados de actividades experimentales o de indagación” Segundo Año Medio Biología Ministerio de Educación. 1 “Persona y su entorno, aborda de una manera integral y desde una dimensión valórica, afectiva y ética la sexualidad y la reproducción humana. Desde esta perspectiva, si bien la unidad se centra en los aspectos biofisiológicos y hormonales se abre a miradas transversales que incluyen aspectos psicológicos, sociales y culturales. Especial hincapié se pone en la importancia de las relaciones afectivas, espirituales y de respeto mutuo en la “Los Objetivos Fundamentales Transversales(OFT) definen finalidades generales de la educación referidas al desarrollo personal y la formación ética e intelectual de alumnos y alumnas. Su realización trasciende a un sector o subsector específico del currículum y tiene lugar en múltiples ámbitos o dimensiones de la experiencia educativa...”, Ministerio de Educación. pareja humana. Además, se incluyen aspectos vinculados con la paternidad y maternidad responsable” Segundo Año Medio Biología Ministerio de Educación. Es importante tener presente que los contenidos y objetivos mencionados anteriormente son sólo sugerencias, y no son en absoluto excluyentes de otros que el docente decida incorporar o reemplazar. b) Propósitos comunicacionales del video A continuación se describen los propósitos comunicacionales del video; es decir, los contenidos que los realizadores del material audiovisual se propusieron comunicar al espectador. Es importante tener presente que estos propósitos comunicacionales no necesariamente coinciden con sus potenciales aplicaciones pedagógicas ni tampoco las limitan. Por ello, sólo son una referencia para contextualizar y precisar el contenido del video. Describir las distintas etapas de la fecundación in vitro en ratón. Describir técnicas de disección, anatomía del aparato reproductor (machos y hembras) y la obtención, preparación y manejo de los gametos in vitro, en ratones. Iniciar al espectador en el manejo de animales de laboratorio y técnicas de disección. c) Actividades genéricas sugeridas A continuación se sugiere una actividad de enseñanza-aprendizaje a desarrollar a partir de los contenidos tratados en el video. Sector de aprendizaje Biología Nivel 2º Medio Objetivo específico Iniciar al alumno en el manejo de animales de laboratorio y técnicas de disección. Identificar gametos masculinos y femeninos Aplicar nociones del manejo de gametos in vitro. Recursos Sala de computación, conexión a Internet; laboratorio e implementos para disección. Tiempo 4 horas pedagógicas Organización del trabajo Se sugiere la organización del grupo en parejas o como máximo en tríos. Descripción Como actividad grupal, realizar la disección de dos ratones (hembra y macho). Identificar el aparato genital, reconociendo sus distintos componentes y su relación con otros órganos. A través de las técnicas señaladas en el video, obtener gametos masculinos y femeninos. Montar ambos gametos en portaobjetos y observar en microscopio las características de ambos gametos. Proyectos sugeridos La fecundación in vitro de ratón y el cultivo de embriones preimplantacionales, es un modelo apropiado para realizar diversos estudios, entre los que se pueden mencionar: Procesos morfogenéticos que participan en el desarrollo temprano. Efecto de diversos agentes sobre el desarrollo embrionario. Procesos vinculados con la fusión de gametos. 4. SUGERENCIAS PARA LA VISUALIZACIÓN DEL VIDEO Se recomienda su visualización completa sin detenciones u acotaciones mientras se transmite. Se entregan las siguientes recomendaciones a los alumnos: 5. Intenta organizar el espacio a tu alrededor, de tal forma que no haya cosas que te distraigan: ruidos molestos, mala iluminación, objetos, etc. Si puedes hacerlo, te recomendamos que veas el video más de una vez, de tal forma que la primera vez lo hagas sin tomar apuntes, sólo con el objetivo de hacerte una idea general de su contenido. Antes de comenzar su visualización procura tener a mano todos los útiles que vas a necesitar: lápiz, papel, goma o corrector, etc. Guarda silencio para no distraer a tus compañeros. PARA SABER MÁS El conocimiento de los procesos reproductivos básicos es imprescindible en el estudio actual de la biología de la reproducción, más aún cuando las técnicas de fecundación in vitro y el avance en la terapéutica reproductiva, tienen un gran impacto en las ciencias médicas. Para lo anterior, muchas veces es necesario recurrir a animales de experimentación como el ratón, lo que permite estudiar numerosos factores relacionados con este trascendental fenómeno biológico. La importancia del conocimiento en el campo de la biología de la reproducción se hace cada día más evidente con los grandes avances, en particular en el área de la fecundación in vitro. Para ello se han utilizado ratones junto con otros animales de experimentación, los que nos proporcionan una valiosa información para desarrollar técnicas de reproducción asistida en humanos, y entender e investigar métodos de regulación de la fertilidad. Los animales de experimentación seguirán siendo utilizados en el estudio de muchos procesos y en el desarrollo de nuevas técnicas que, por razones éticas, no pueden ser investigados en humanos. A continuación, le ofrecemos algunos enlaces que le permitirán profundizar en las técnicas de reproducción asistida. Estas ofrecen a las parejas estériles la más alta probabilidad de lograr un embarazo, siguiendo las normas y protocolos de tratamiento de los centros reconocidos internacionalmente. Estos enlaces poseen útiles recursos de aprendizaje. Proceso reproductivo normal. http://www.reproduccion.com.mx/proceso.html La fertilización. http://www.reproduccion.com.mx/proceso.html El testículo. http://www.reproduccion.com.mx/proceso.html#testiculo El ovario. http://www.reproduccion.com.mx/proceso.html#ovario La esterilidad. http://www.reproduccion.com.mx/steril.html Ligado a lo anterior, la clonación a nivel embrionario es un candente tema debido a las distintas posibilidades de uso de esta tecnología en seres humanos. A continuación se entregan una serie de enlaces de artículos noticiosos en torno al debate público de la clonación embrionaria. Dos pioneros de la clonación consideran “peligroso e irresponsable” clonar humanos. Artículo que entrevista a especialistas que subrayan que la técnica de clonación en animales presenta demasiados problemas como para aplicarla a humanos. http://www.bioplanet.net/2001-marzo/noticias/n29mar2001(4).htm ¿Semen humano extraído de ratones? Artículo que anuncia que uno de los más importantes expertos en reproducción ha solicitado fondos para trasplantar células de testículos humanos a ratones. El fin es crear ratones productores de semen humano. http://www.el-mundo.es/salud/279/05N0136.html Polémica por clonación de embrión: Noticia que anuncia que la empresa estadounidense Advanced Cell Technology (ACT) clonó un embrión humano. http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science/newsid_1677000/1677497.stm ¿Es posible clonar humanos? Dos científicos buscan producir clones humanos para ayudar a parejas infértiles a concebir hijos. http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science/newsid_1479000/1479439.stm La clonación en animales ya es una realidad. Conoce dos experiencias a través de los siguientes enlaces: La mascota clonada: Artículo noticioso donde un grupo de investigadores de Texas clonó a una gata, y crearon una gatita llamada Cc. http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science/newsid_1821000/1821453.stm La oveja Dolly tiene artritis. Artículo noticioso que señala como Dolly, la oveja clonada, tiene artritis, según informó uno de los científicos que participó en su creación. http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science/newsid_1742000/1742387.stm Historia de la oveja Dolly. http://geneticaaldia.freeyellow.com/La%20oveja%20Dolly.htm 6. ENLACES DE INTERÉS Direcciones electrónicas (sitios web) que profundizan los contenidos disciplinarios tratados en el video. Proceso reproductivo normal. http://www.reproduccion.com.mx/proceso.html Gilbert, Scott (1999). Development Biology, Sinauer Associates, Inc.Publishers, Sunderland, Massachusetts, Estados Unidos. Publicación electrónica en inglés de este reconocido libro, ya en su sexta edición. http://www.devbio.com/ Imágenes y video de biología del desarrollo: Diversos recursos audiovisuales en inglés en torno la Oogénesis, la división, fertilización, la formación de espermios, implantación y otros temas afines. http://www.luc.edu/depts/biology/dev.htm Galería de imágenes y video. Material audiovisual en inglés elaborado por científicos de IVF & Genetics Institute, Grecia, que realizan investigaciones para combatir la infertilidad. http://www.ivf.gr/gallery.html Biblioteca virtual de la biología del desarrollo. Directorio de recursos en inglés en torno a diversos temas ligados con la biología del desarrollo. http://sdb.bio.purdue.edu/Other/VL_DB.html La fertilización in vitro. Apuntes para profundizar en la fertilización in vitro. http://www.abc.hu/institutes/animal/IVF/AIVFTORZ.HTML El desarrollo del ratón. Apuntes en inglés que tratan del desarrollo del ratón. http://www.ucalgary.ca/UofC/eduweb/virtualembryo/mice.html