Introducción

            El semen sexado es una tecnología de manejo reproductivo que muchos ganaderos han previsto durante años. Esta herramienta es hoy una realidad comercial y esta disponible por una gran variedad de distribuidores de semen. Hubo varias aproximaciones desarrolladas que permitieron a los científicos separar el semen de bovino en fracciones que contuvieran  concentraciones más altas de lo normal de células X, pero la principal aplicación comercial es hoy por medio de la citometría de flujo. Este método fue utilizado por primera vez en los 80as pero estos primeros resultados dieron semen muerto. Johnson y col. ayudaron a refinar la técnica de utilizar fluorescencia-activada para la separación de células.^1-4  El método actuadle utilizar la técnica de citometría de flujo para separación de células fue patentado a XY, Inc (www.xyinc.com) para desarrollo comercial. Este procedimiento utiliza tecnología desarrollada por la U.S.D.A., la Universidad del Estado de Colorado y DakoCytomation, que es una compañía que desarrolla avances en citometría de flujo para uso comercial.

            Brevemente, el proceso involucra la identificación de las diferencias en el contenido del ADN. ^5,6  El espermatozoide con información X contiene 3.8% mas ADN que espermatozoide con información Y. El esperma es diluido a una muy baja concentración y luego tratado con un tinte fluorescente especifico para ADN. Esta muestra de semen diluida y teñida es pasada por el citómetro de flujo a una velocidad de aproximadamente 60 mph bajo una presión de 40-60 psi. El esperma es alineado de una manera específica, en una sola fila y pasado por un flujo de rayo láser. El ADN teñido emite fluorescencia y la pequeña diferencia en la cantidad de fluorescencia, basada en la diferencia de masas de ADN, es detectada. Para que este procedimiento funcione correctamente, las cabezas de los espermatozoides deben tener una orientación precisa durante la evolución de citometría utilizando un inyector biselado especialmente diseñado para esta función. Sin la orientación adecuada, las diferencias en el contenido de ADN no pueden ser determinadas correctamente.

            Dependiendo de la cantidad de fluorescencia relativa, cargas positivas o negativas son aplicadas para cada gotita que contiene un sólo espermatozoide. El esperma entonces pasa por unas placas de desviación cargadas, las partículas positivamente cargadas van hacia una misma dirección, y las negativas en otra, y las gotitas sin carga se siguen derecho. Las partículas sin carga pueden contener múltiples espermas, espermatozoides sin carga de ambos sexos, o material potencialmente dañado. El resultado es un proceso capaz de separar los espermatozoides repetidamente con una pureza mayor del 85%. XY Inc., tiene la patente para el proceso de separación del semen por citometría de flujo, pero ha concedido  licencia a varias compañías para la producción de semen sexado.

            El proceso de separación pasa el esperma por el láser en una sola fila en un rango entre 30-35,000 por segundo, resultando en la separación de entre 3-5,000 espermatozoides X por segundo. A pesar del dramático mejoramiento de la tecnología de los últimos años, la dirección y el transito del sistema de citometría de flujo se mantiene hasta cierto punto ineficiente, y varios espermatozoides terminan comprometidos o sin identificar. El número de espermatozoides recuperables para uso comercial, en el producto de semen sexado es del 10 al 15% de la muestra original puesta en la máquina y como una consecuencia, las pajillas de semen sexado comerciales usualmente contienen alrededor de 2 millones de espermatozoides, comparados con las de semen convencional que contienen cerca de los 20 millones.

Resultados esperados y fuentes potenciales de valor previstas asociadas al uso de semen sexado 

            Las primeras expectativas eran que el semen sexado produciría entre el 85 y el 90% de hembras  .En partos simples, DeJarnette y sus colegas reportaron que el 90% de los becerros fueron hembras, evaluando mas de 3,300 partos utilizando semen sexado, comparado contra el 48% de hembras en mas de 11,000 partos utilizando semen convencional.⁷   Este grupo también evaluó el efecto del semen sexado en riesgos de aborto y no entró diferencias con el semen convencional.

            La mayoría de los ganaderos siempre quieren o necesitan más vaquillas para reemplazos en su negocio. La presencia de más vaquillas en su línea de reemplazos provee fuentes adicionales de valor para la leche y provee opciones adicionales de manejo. Estos animales pueden ser criados y después incluidos en el hato reemplazando a animales viejos, menos productivos o ayudar a al expansión del hato si es suficiente el área para alojamiento y comida. Además de esto, los ganaderos pueden, de mejor manera,  desechar animales con pobres desempeños o vaquillas con enfermedades crónicas que de otra manera permanecerían en el establo por no tener un número adecuado de vaquillas de reemplazo. Alternativamente, las hembras pueden ser vendidas recién nacidas para propósito de reemplazo con un valor genetico mayor, comparadas con el precio de becerros machos destinados para la producción de carne, o pueden ser criadas por un periodo de tiempo y vendidas para que fluya dinero al establo.

            Las vaquillas vírgenes al parto que paren hembras, típicamente tienen menos riesgos de distocia (dificultades al nacimiento)  que con becerro macho. La distocia usualmente representa uno de los principales riesgos de desecho en las vaquillas y este riesgo puede ser reducido al tener más becerros hembras, asumiendo un manejo similar entre el semen sexado y el semen convencional, incluyendo toros utilizados en el programa de cruzamientos. Fetrow, y col. estimaron que utilizar semen sexado en vaquillas vírgenes reduciría el riesgo de distocia en un 3.7% y el valor de éste beneficio seria de aproximadamente $5 dólares por animal que para producto de semen sexado.⁸  

            Si ponemos cuidado en la selección de las hembras en las que se va a utilizar semen sexado, los hatos también pueden tener un rápido mejoramiento genético, nuevamente asumiendo calidad igual en los toros utilizados, comparados con el cruzamiento tradicional. Ahora,  la presión en la selección debe ser aplicada a ambos, la hembra y el macho previamente, el progreso genético fue limitado al macho ya que los reemplazos eran producidos  por vacas con alto merito genético y vacas con baja calidad dada la necesidad. Por supuesto, para poder capitalizar esta fuente potencial de valor, se deben mantener y utilizar excelentes registros para poder seleccionar  las vaquillas de calidad con un potencial genético.

            Un punto no muy importante es las vaquillas vírgenes, es que existe el potencial de reducir el riesgo de los gemelos free martín. Los freemartins  resultan de que la vaca tenga macho-hembra en el útero. Con la utilización de semen sexado, el riesgo se reduce ya que aproximadamente el 90% del esperma son X. Este valor en vaquillas vírgenes es muy pequeño, ya que típicamente las vaquillas vírgenes solo tienen el 1% o menos de riesgo de tener gemelos.

“Ojo con…”

            Mientras existen fuentes sólidas de valor potencial asociado con el uso de semen sexado, también existen puntos importantes a ser considerados antes de utlizar esta tecnica. Primero, existe una diferencia en el costo; utilizar producto sexado es caro. El procedimiento de separación es lento, ineficiente y costoso que resulta en la recuperación de solo el 10 -15% del semen que se introduce a la máquina de $250,000 dólares. Típicamente, la pajilla de semen sexado costará entre $20-40 dólares más que el semen convencional del mismo toro.

            Otro punto importante que no favorece el producto disponible de semen sexado es la baja en la fertilidad. En vaquillas, la concepción se reduce del 10 al 40%,  la mayoría de los establos reportan caídas entre el 25 y el 30%. En otras palabras, si la base de inicio en tasa de concepción para las vaquillas vírgenes es de aproximadamente el 60%, la expectativa de la tasa de concepción utilizando semen sexado será de entre el 42 y el 45%. Siguiendo la evaluación de más de 16,000 inseminaciones, a primer servicio la tasa de concepción en más de 100 hatos fue de 44% comparado con la base de inicio del 60% para semen convencional. ⁷

            Para poder minimizar la baja en la fertilidad, las prácticas de manejo  e inseminación deben ser optimizadas. Las pajillas deben ser descongeladas según las recomendaciones de la compañía de IA y el equipo debe estar limpio y libre de contaminantes. Debe de tenerse cuidado para minimizar el riesgo del choque frío mediante el calentamiento del equipo antes de descargar, proteger la pajilla entre el descongelamiento y la inseminación, y evitar la utilización de lubricantes espermicidas. Los mejores técnicos de IA deben de tener a su cargo las prácticas de inseminación cuando se utiliza semen sexado y debe de tenerse mucho cuidado en estar seguros que las vaquillas están ciclando y que están en calor para poder ser inseminadas. No es recomendable utilizar la IA a tiempo fijo con semen sexado La clásica regla AM-PM de ser utilizada de lo contrario de una vez-al día utilizada para semen convencional.

            La comercialización actualmente involucra la utilizacion de bajo número de espermatozoides por pajilla (solo alrededor de 2 millones comparados con los cerca de 20 millones para semen convencional). En adición, el semen sexado esta empacado en pajillas de ¼ ml contra las pajillas mas convencionales de ½ ml. La combinación de menor número de espermatozoides y pajillas más pequeñas requiere de un manejo más cuidadoso durante el proceso de descongelación y personal calificado para obtener, aceptables, aunque aun reducidos, rangos de concepción.

            En general, los productores están dispuestos a pagar más por toros con mejor índice genético. Sin embargo, con el semen sexado, los mejores toros que tienen mayor demanda no son utilizados. Considere que el proceso de separación resulta en una pérdida del 85-90% del número inicial de espermatozoides que entran en la máquina. Los toros con alta demanda ya son líderes en el mercado y sexar estos toros reducirá el número de unidades disponibles para su compra lo que subirá aún más su demanda.

¿Como debe utilizarse el semen sexado?

            Basándonos en lo antes enlistado sobre el semen sexado, las recomendaciones actuales es que sólo se utilice en vaquillas vírgenes. El impacto económico de la depresión en la concepción resultado de el uso de semen sexado en esta clase de animales es menos severa que en vacas lactando. Existe la capacidad parcial de poder reponerse, debido a la mayor fertilidad y más alta probabilidad de mostrar signos de calor en las novillas. El uso de semen sexado en transferencia de embriones o en vacas en producción  se descarta fuertemente debido a ambas cosas el costo de la implementación de esta tecnología y el riesgo de una gran disminución en la concepción. La mayoría de los productores están limitando su uso, aun en vaquillas vírgenes, al primer servicio o en algunos casos hasta  el segundo. En este escenario, los productores son capaces de producir becerros hembras adicionales, pero todavía tienen tiempo de llevar la mayoría de los animales no gestantes a parir. Sin embargo, la mayor determinación de valor potencial de utilizar el semen sexado es el valor diferencial entre tener becerros machos o hembras.

            He modelado el valor potencial del uso de semen sexado utilizado en vaquillas vírgenes  en un acercamiento muy simple de una hoja de cálculo. Este calculo predice el retorno económico esperado (determinado por valores de becerros recién nacidos) de utilizar semen sexado para ambos sea el primer ciclo o para las dos primeras inseminaciones potenciales con las siguientes suposiciones.

Suposiciones utilizadas en la hoja de cálculo:

1.- El valor de una vaca  = $2,200 dólares (x $11.00) y el valor de un vaquilla no gestante desechada = $800 (x11)

2.- Tasa de concepción de 44% para semen sexado comparado con el 64% para primer servicio con semen convencional (o 60% sobre todas las inseminaciones convencionales)

3.- Las inseminaciones en etapas tempranas del ciclo tienen un mayor riesgo de concepción que en las partes tardías del ciclo.

4.- La detección del celo de 60% sobre 8 potenciales en un ciclo de 21 días.

5.- Semen sexado . Sobreprecio de 30 dólares

6.- Perdida total de la oportunidad a costa de la entrada tardía en el hato en producción (incluyendo el promedio de gasto diario en alimento) de $27 dólares por día.

7.- Costos totales (excluyendo el valor del becerro recién nacido) $1600 dólares.

8.- Mortinatos de 12% para becerros machos y 8% para becerros hembras.

9.- Producción de vaquillas fértiles del 47% usando semen convencional y 90% para semen sexado.

10.- Los resultados se basan en los valores de los becerros recién nacidos.

11.- El retorno económico esta ajustado en tiempo-valor par un año atrás.

12.- No hubo tentativa de modelar el impacto de los abortos o los aumentos potenciales en mérito genético para el hato con un uso más selectivo del semen sexado.

            Abajo tenemos dos tablas mostrando el valor predecible por usar semen sexado, expresado como retorno neto total/ vaquilla entrando en el programa de manejo reproductivo. La línea superior en cada tabla representa el valor potencial de los becerros hembras y la primera columna refleja el valor potencial de los becerros machos.

Escenario 1:

Retorno Estimado (por dosis de semen sexado) de utilizar semen sexado para el primer ciclo potencial, seguido de uso de semen convencional para las siguientes inseminaciones.

Escenario 2:

Retorno Estimado (por dosis de semen sexado) de utilizar semen sexado para los dos primeros ciclos potenciales, seguido de uso de semen convencional para las siguientes inseminaciones.

            Como se muestra en las tablas de arriba, el potencial de ganancia (o perdida) depende (por lo menos en parte) de si el becerro a nacer es hembra o macho. La rentabilidad prevista para el escenario 1 es una vaquilla vs. becerro macho es de una diferencia de aproximadamente $420 dólares. En el escenario 2, la rentabilidad esta cerca de los $450, basados en las suposiciones descritas previamente. Es crítico recordar que los becerros hembras deben tener un precio significativamente mayor que el de un becerro macho para tener rentabilidad, no considerar el valor potencial del mérito genético es una aproximación mas selectiva de la utilización del semen sexado.

            Otros costos/valores deben tener impactos más grandes en el retorno estimado. El costo de la tecnología, actualmente se ubica en $30 premium, es un gran conductor y de un impacto más grande que impacta severamente la viabilidad económica de usar semen sexado. Si el premium fuera reducido a $20 dólares, la diferencia entre las vaquillas y los toros para la rentabilidad se caería hasta aproximadamente $350 y $380 dólares para el escenario 1 y 2 respectivamente. El costo adicional de los días no-productivos (por días abiertos y por lo tanto parto)anticipadamente baja la taza de concepción, y la proporción de hembras fértiles, todo tiene un gran impacto en el retorno estimado.

            A nivel nacional, los ganaderos están utilizando esta tecnología y muchos están mancando en lo saltos valores de la vaquillas, como una manera de hacer ganancias con semen sexado. Sin embargo, esta aproximación es potencialmente muy riesgosa. Mientras que es cierto que los usuarios han sido capaces de capitalizar en valores históricos altos de las becerras, los precios a futuro pueden no ser tan fuertes, especialmente mientras más hembras nazcan del uso del semen sexado.

            Por supuesto,  existen otras razones para el uso del semen sexado como una habilidad incrementada para asegurar un adecuado suministro de vaquillas criadas en casa o la tentativa de mejorar costo de la ganancia genética por utilizar esta tecnología solo en las mejores vaquillas. Para muchos productores, tener vaquillas adicionales disponibles,  y que no se tengan que preocupar por buscar los reemplazos para comprar en el futuro, vale mucho en términos de “paz de mente”. Sin embargo, en cualquiera de estos acercamientos, debemos recordar el capital adicional invertido que será requerido. El flujo de efectivo impactar negativamente como una consecuencia de la inversión inicial en semen Premium, seguido de inversión adicional en la cría de las becerras como becerreras, botellas, leche, alimento, etc. Los productores deben considerar cuidadosamente estos costos adicionales que estarán presentes por cerca de 3 años antes de sacar a estoas animales a la producción de leche.

Conclusión

            El semen sexado es una tecnología excitante que esta siendo utilizada actualmente por los productores alo largo del país. Los beneficios potenciales incluyen mayor habilidad para asegurar reemplazos adecuados, tasa mejorada de mejoramiento genético, mayor potencial para el desecho crítico de vaquillas con desempeño pobre así como las vacas debajo desempeño en producción y tal vez la reducción en dificultades al parto. Sin embargo, antes de hacer una fuerte inversión en semen sexado, considere los siguientes  puntos también: existe un costo de inversión significativo con el semen sexado incluyendo un costo mas alto del semen y mas becerras que alojar y alimentar, las tasas de concepción son típicamente solo del 70 al 75% que con semen convencional en vaquillas vírgenes, los precios de las vaquillas pueden bajar  y producir vaquillas adicionales sobre las necesidades de su establo puede no tener el mismo retorno que tuviera en el pasado reciente. Si ya consideró ambos riesgos positivos y negativos de usar el semen sexado y piensa que producir unas cuantas vaquillas mas mejorará el desempeño económico de su hato, trabaje para optimizar su potencial de retorno asegurándose que solo las vaquillas con buen crecimiento y ciclando sean inseminadas durante le primer ciclo y posiblemente el segundo, por alguien bien entrenado en al manejo de semen e IA.,

Referencias

1.         Johnson LA, Flook JP, Look MV. Flow cytometry of X and Y chromosome-bearing sperm for DNA using an improved preparation method and staining with Hoechst 33342. Gamete Res 1987;17:203-212.

2.         Johnson LA, Flook JP, Look MV, et al. Flow sorting of X and Y chromosome-bearing spermatozoa into two populations. Gamete Res 1987;16:1-9.

3.         Johnson LA, Welch GR. Sex preselection: high-speed flow cytometric sorting of X and Y sperm for maximum efficiency. Theriogenology 1999;52:1323-1341.

4.         Johnson LA, Welch GR, Rens W. The Beltsville sperm sexing technology: high-speed sperm sorting gives improved sperm output for in vitro fertilization and AI. J Anim Sci 1999;77 Suppl 2:213-220.

5.         Weigel KA. Exploring the Role of Sexed Semen in Dairy Production Systems. J Dairy Sci 2004;87:E120-130.

6.         DeJarnette JM. Sexed semen: Is it finally a reality?: http://www.selectsires.com/selections/selections_winter2005.html, 2005.

7.         DeJarnette JM, Nebel RL, Meek B, et al. Commercial application of sex-sorted semen in Holstein heifers. J Dairy Sci 2007;Vol. 90, Suppl. 1.

8.         Fetrow J, Overton M, Eicker S. Sexed semen: economics of a new technology. proceedings of the Western Dairy Management Conference 2007.