MAKALAH KRIOPRESERVSI

BAB I

PENDAHULUAN

Secara teoritis, kriopreservasi berasal dari kata krio yang berarti beku, dan preservasi yang berarti penyimpanan pada temperatur rendah. Jadi Kriopreservasi adalah teknik penyimpanan materi genetik dalam keadaan beku pada temperatur rendah atau suatu teknik penyimpanan sel hewan, tumbuhan dan materi genetika lainnya (termasuk semen dan oosit) dalam keadaan beku melalui reduksi aktivitas metabolisme tanpa mempengaruhi organel-organel di dalam sel, fungsi fisiologi, biologi, dan morfologi (Suprianata dan Pasaribu, 1992).

Tujuan utama dari teknik ini adalah untuk menyimpan, memelihara, dan menjamin kelangsungan hidup suatu materi genetik. Hal ini berarti bahwa penyimpanan sel gamet (plasma germinal) dengan menggunakan teknik kriopreservasi diharapkan dapat mempertahankan daya hidupnya dan fungsi sel gamet baik secara imunologis, biologis dan fisiologis (Suprianata dan Pasaribu, 1992).

Beberapa prinsip penting yang perlu diperhatikan dalam menggunakan teknik kriopreservasi, yaitu: (1) Apabila terjadi dehidrasi (pengeluaran air dalam sel) akan terjadi kekeringan yang menyebabkan kerusakan pada sel, dan (2) Apabila tidak terjadi dehidrasi akan terbentuk kristal-kristal es yang dapat merusak sel, jaringan dan materi genetik ternak lainnya. Dengan demikian perlu diperhatikan proses pemindahan air pada dehidrasi sebelum deep freezing maupun rehidrasi setelah thawing (Suprianata dan Pasaribu, 1992).

Penyimpanan sel gamet dengan teknik kriopreservasi memiliki keuntungan dan kerugian. Adapun keuntungannya adalah dapat disimpan dalam waktu tidak terbatas, media tempat penyimpanan (container) tetap terisi N2 cair, dapat dikoleksi setiap saat, dapat digunakan kapan saja bila dibutuhkan, untuk melestarikan plasma nutfah dan tidak perlu mengimpor dan dapat memelihara ternak yang memiliki genetik tunggal. Sedangkan kerugiannya adalah biaya operasional sangat mahal, memiliki kemampuan yang tinggi, sel gamet yang dihasilkan berkualitas baik dan layak disimpan dalam keadaan beku (Suprianata dan Pasaribu, 1992).

Berdasarkan kejadiannya secara fisik, teknik kriopreservasi dapat dibedakan menjadi dua metode yaitu metode konvensional dan vitrifikasi (Rall dan Fahy, 1985; Niemann, 1991; Suprianata dan Pasaribu, 1992). Metode konvensional merupakan pembawa materi genetik ternak (sel gamet) yang disimpan pada suhu dibawah 0OC dan disertai pembentukan kristal-kristal es. Pembentukan kristal-kristal es dimulai pada bagian ekstraseluler yang mengakibatnya terjadi dehidrasi sehingga menimbulkan kekeringan yang sangat besar dan kerusakan organel-organel intraseluler seperti mitokondria, lisosom dan sebaliknya. Teknik vitrifikasi adalah proses fisik berupa pemadatan medium krioprotektan berkonsentrasi tinggi selama pendinginan tanpa disertai pembentukan kristal-kristal es. Dalam keadaan padat distribusi ion-ion dan molekul tetap seperti dalam fase cair (Rall, 1992).
Medium yang digunakan memiliki tiga sifat umum, yaitu larutan yang mengandung krioprotektan intraseluler dengan konsentrasi tinggi, larutan yang membutuhkan garam-garam fisiologis dan mengandung makromolekul untuk meningkatkan kemampuan larutan dan proses supercooling (Niemann, 1991). Teknik ini memiliki kelebihan yaitu sederhana, dapat diandalkan, relatif mudah untuk diaplikasikan dilapangan dan tidak memerlukan alat khusus (Rall, 1992).

Berikut ini merupakan salah satu contoh penyimpanan sel spermatozoa dengan metode konvensional.Pertama-tama yang perlu dilakukan dalam koleksi spermatozoa dari ternak jantan antara lain massase, menggunakan vagina buatan dan elektro ejakulator. Segera setelah koleksi, spermatozoa dievaluasi secara makroskopik (volume, warna, kekentalan, dan pH) dan secara mikroskopik (gerakan massa, konsentrasi, presentase abnormalitas, presentase hidup, persentase abnormalitas, persentase akrosom dan presentase membran plasma utuh). Persyaratan umum spermatozoa yang akan dibekukan minimal persentase motilitas 70%, konsentrasi 2 x 109 sel / ml, gerakan massa ++ / +++, persentase hidup minimal 80% dan persentase abnormal tidak lebih dari 15%. Apabila spermatozoa yang memenuhi persyaratan, maka langsung dilakukan proses pengenceran. Pengeceran merupakan proses untuk memperbanyak volume spermatozoa serta untuk memenuhi kebutuhan fisik dan kimia sperma selama proses penyimpanan.

Pengemasan dilakukan dengan menggunakan straw. Ukuran straw bevariasi ada yang 0.25 cc, 0.50 cc dan bahkan ada 1 cc. Kemudian dilakukan ekuilibrasi dengan tujuan agar spermatozoa dapat menyesuaikan diri dengan pengencer, sehingga pada waktu proses pembekuan kematian spermatozoa yang berlebihan dapat dihindarkan. Berikut adalah pembekuan dengan proses penguapan di atas N2 cair selama 10 - 15 menit, kemudian disimpan dalam kontainer yang mengandung N2 cair. Proses thawing dapat dilakukan kapan saja apabila diperlukan. Spermatozoa yang telah dibekukan minimal memiliki motilitas 40% (standar baku) setelah thawing.

BAB II

PEMBAHASAN

Criopreservasi embrio

kriopreservasi embrio adalah suatu proses penghentian untuk sementara kegiatan hidup dari sel tanpa mematikan fungsi sel, dimana proses hidup dapat berlanjut setelah pembekuan dihentikan.

Pembekuan embrio mamalia pertama kali dilaporkan oleh Witting (1971) yang melakukan pembekuan terhadap embrio mencit. Mencit putih (Mus musculus albinus) merupakan salah satu hewan percobaan yang banyak digunakan sebagai model bagi penelitian mamalia lainnya.Hewan ini memiliki beberapa keistimewaan antara lain, umur relatif pendek, daya reproduksi dan angka kelahiran tinggi, interval antar generasi relatif pendek, memiliki siklus estrus yang pendek dengan karakteristik setiap fase siklus yang jelas

Keberhasilan pembekuan embrio tergantung dari jenis embrio melalui upaya manipulasi media (krioprotektan), percepatan derajat pendinginan, pengaturan suhu selama pemaparan, pendinginan, penyimpanan, dan pencairan. Dalam penyedian krioprotektan yang harus diperhatikan adalah faktor konsentrasi.

Embrio yang telah dibekukan dapat ditumbuh kembangkan kembali secara in vitro melalui metode kultur atau secara in vivo melalui metode transfer embrio

Media kultur In vitro merupakan media tumbuh yang dibuat untuk mendapatkan lingkungan yang menyerupai lingkungan alami di dalam saluran reproduksi. Untuk menciptakan kondisi yang mirip dengan lingkungan saluran reproduksi, embrio dikultur dalam inkubator CO2 5% pada suhu 37 derajat Celcius. Inkubator dengan CO2 5% digunakan untuk menjaga pH media kultur.

Criopreservasi Oosit

Oosit merupakan sel gamet betina yang merupakan dasar terjadinya proses reproduksi. Pembekuan oosit merupakan salah satu tantangan besar dalam teknologi  criopreservasi sel gamet. Jenis crioprotectan telah diteliti sebagai faktor yang berpengaruh terhadap kualitas hasil pembekuan oosit maupun embrio. Ada tiga jenis crioprotectan yang digunakan yaitu gliserol, pronanadiol dan DMSO. Hasil penelitian menunjukkan bahwa propanediol merupakan bahan crioprotectan terbaik untuk membekukan oosit sapi. Pada pembekuan oosit ini faktor-faktor yang perlu diperhatikan adalah : suhu inkubasi pra pembekuan, lama ekuilibrasi, kecepatan penurunan suhu pembekuan, dan metode koleksi oosit.

Proses kriopreservasi yang dilakukan menjadi lebih efisien, lebih sederhana, dan lebih murah karena tidak diperlukan waktu yang lama dalam prosedur pembekuannya, disamping tidak menggunakan peralatan mahal seperti pada metode pembekuan yang telah dilakukan sebelum - nya. Secara teknis, metode ini dapat memperkecil kerusakan sel embrio akibat kristal es ekstraseluler, seperti yang dikatakan oleh Kasai (1996) bahwasetelah dilakukan pengamatan terhadap embrio dari beberapa spesies, metode vitrifikasi dapat mengurangi kerusakan akibat pembekuan karena suhu kritis dapat dilampaui dengan sangat cepat.

BAB III

PENUTUP

Beberapa hal penting yang perlu diperhatikan dalam menggunakan teknik kriopreservasi, yaitu (1) apabila terjadi dehidrasi (pengeluaran air dalam sel) akan terjadi kekeringan yang menyebabkan terjadinya kerusakan pada sel (2) Apabila tidak terjadi dehidrasi akan terbentuk kristal-kristal es yang dapat merusak sel, jaringan dan materi genetik ternak lainnya.

Terjadi dua venomena utama yang dapat merusak ataupun menurunkan viabilitas selama proses penyimpanan dengan teknik kriopreservasi yaitu kejutan dingin (Cold shock) dan pembentukan Kristal-Kristal es. Cold shock digunakan untuk mencegah semen sapi terhadap pendinginan pada suhu kritis 15oC - 0oC serta meningkatkan kriosurvival sperma pasca thawing

DAFTAR PUSTAKA

Amann RP. 1999. Cryopreservation of semen. Di dalam: Encyclopedia of Reproduction. Vol. 1 London: Academic.

Arthur, G.H., Noakes, D.E., Harold, P., Parkinson, T.J. 1996. Veterinary Reproduction and Obstetrics. Seventh Edition. W.B. Saunders Company Ltd. London, England.

Bailey JL, Buhr MM. 1994. Cryopreservation alters the Ca2+ flux of bovine spermatozoa. Can J Anim Sci 74.

Curry, M.R., 1995. Kriopreservasi of Semen from Domestic Livestocks. In: Cryopreservasi and Freeze-Drying Protocol. Humana Press Inc., Totowa, NJ.

http://vet-shop.blogspot.com/2011/05/konsep-dasar-penyimpanan-semen-beku.html

Boediono A. 1995. Use of the recent animal reproduction biotechnology for improvement of animal production and quality. Inovasi, 6:26-23.

Supriatna I, Pasaribu FH. 1992. In vitro fertilisasi, transfer embrio dan pembekuan embrio. Bogor: Pusat Antar Universitas Bioteknologi IPB

Arav A, Shebu D, Mattioli M. 1993. Osmotic and cytotoxic study of vitrification of immature bovine oocytes.J Reprod Fertil, 99:353-358

Vatja G. 1997. Vitrification of bovine oocytes and embryos.Embryo Transfer Newsletter, 15:12-18

Whittingham DG. 1971. Survival of mouse embryos after freezing and thawing. Nature (London) 233: 125-126

Smith B, Mangkoewidjojo S. 1988. Pemeliharaan, pembiakan dan penggunaan hewan percobaan di daerah tropis. Hlmn 3. ISBN: 0864032803. Jakarta: UI Press

Takagi M, Otoi T, Boediono A, Auzuki T. 1994. Viability of frozen-thawed bovine IVM/IVF embryos in relation to aging using various cryoprotectans. Theriogenology 41:915-921

Lisanti E. 1998. Suplementasi piruvat dan laktat dalam medium kultur modifikasi M-16 guna meningkatkan perkembangan embrio mencit (Mus musculus albinus) in vitro [tesis]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor

MAKALAH

BIOTEKNOLOGI PETERNAKAN

                                                NAMA            :FREDERIKUS SIMPLISIUS FONO

SEMESTER    :IV

PARODI         : ILMU PETERNAKAN

FAKULTAS PETERNAKAN

UNIVERSITAS NUSA CENDANA

KUPANG

2017