De efficiëntie van genetisch gemodificeerde (GM) dierlijke generatie is aanzienlijk toegenomen als gevolg van de ontwikkeling van op endonuclease gebaseerde methoden, met name CRISPR/Cas9. Veel laboratoria over de hele wereld produceren verschillende genetisch gemodificeerde muizen- en rattenlijnen die moeten worden gecryopreserveerd om genetische drift te voorkomen en de integriteit van het oorspronkelijke fenotype1 te behouden. Bovendien elimineert archivering de noodzaak van constant fokken, wat vaak resulteert in buitensporige aantallen dieren. Sommige laboratoria sturen genetisch gemodificeerde muizenlijnen als ingevroren embryo's of sperma naar internationale opslagplaatsen, waardoor de uitwisseling van deze modellen wordt vergemakkelijkt en het transport van levende dieren wordt vermeden. Dit zorgt voor toegankelijkheid van lijnen zonder het herhaaldelijk genereren van identieke genetisch gemodificeerde diermodellen2. Om deze redenen is cryopreservatie van embryo's en sperma van het grootste belang in elke faciliteit voor genetisch gemodificeerde dieren. Over het algemeen heeft cryopreservatie van embryo's de voorkeur voor het opslaan van genetisch gemodificeerde lijnen, omdat embryo's het volledige diploïde genoom met modificaties bevatten en gemakkelijk kunnen worden hersteld via embryotransfer.
Verglazing is een niet-evenwichtsproces dat wordt gekenmerkt door een onbalans tussen water dat de cel binnenkomt en water dat extracellulaire kristallen eromheen vormt. Deze methode voorkomt de vorming van intracellulaire ijskristallen en onderscheidt het van de langzame bevriezingsmethode (SLF)3 (zie figuur 1). De hoge concentratie cryoprotectanten en direct contact met vloeibare stikstof (LN2) maken een ultrasnelle afkoeling mogelijk (~40 °C/s), waardoor binnen enkele seconden een glasvochtachtige toestand van de monsters wordt bereikt. Bovendien is vitrificatie sneller, gemakkelijker en goedkoper dan langzaam invriezen4. Het vereist minimaal LN2 en maakt meestal gebruik van eenvoudige apparatuur die commercieel kan worden gekocht of zelfgemaakt5 (zie figuur 1).
Bovendien is het opwarmingsproces over het algemeen snel en repliceerbaar. Het moet snel worden uitgevoerd om cryoprotectieve toxiciteit te voorkomen en om de glasvochttoestand te behouden3. Bij het invriezen van embryo's houden veel laboratoria rekening met het gemak van het draagapparaat, de betrouwbaarheid, robuustheid, bewaarcapaciteit en kosten.
We geven de voorkeur aan de vitrificatiemethode voor spatels met een minimaal volume voor routinematige cryopreservatie van schapen- en muisembryo's, met behulp van het Spatel Montevideo (MVD)-apparaat6. Aanvankelijk gebruikten we de langzame bevriezingsmethode7 , maar al snel gingen we over op vitrificatie. Om een eenvoudiger en ruimtebesparender apparaat voor de LN2 dewar te creëren, hebben we de zelfgemaakte spatel van Tsang en Chow (2009)8, die in een cryobuis is gestoken, aangepast om de Spatel MVD te ontwikkelen die is afgedicht met een rietje van 0,5 ml (zie materiaaltabel). De spatel is voorzien van een gel-loader-punt (zie Materiaaltabel), waar een platform van ongeveer 1 mm² wordt gevormd door de punt voorzichtig te smelten met een fijne tang, waardoor een bloembladachtige plaat ontstaat voor het laden van de embryo's. Dit platform biedt plaats aan maximaal 40 muizenembryo's in een kleine vitrificatiedruppel. Een identificatieplugstang (zie Materiaaltabel) wordt in het open uiteinde van de gel-loader-tip gestoken.
Het doel van deze methode is om embryo's te verglaasen op een eenvoudige, snelle en goedkope manier die bovendien ruimte bespaart in de stikstofdewar. Dit systeem wordt al vele jaren met succes gebruikt en biedt uitstekende overlevingspercentages van embryo's (~97%) en reproductieve resultaten, met name in muizenembryo's. Omdat Spatel MVD in het laboratorium wordt bereid, is het een goedkope methode in vergelijking met commerciële apparaten9. Bovendien bespaart het ruimte in de stikstofdewar in vergelijking met het gebruik van cryobuizen 8,10.

Figuur 1: Vergelijking van de twee belangrijkste technieken die worden gebruikt voor cryopreservatie van embryo's. Dit cijfer is gewijzigd met toestemming van Crispo et al.1. Gemaakt in BioRender.com. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.