ES2941207B2 - METHOD FOR EARLY PREDICTION OF REPRODUCTIVE EFFICIENCY IN RUMINANTS - Google Patents
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Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
MÉTODO DE PREDICCIÓN TEMPRANA DE LA EFICIENCIA REPRODUCTIVA ENEARLY PREDICTION METHOD OF REPRODUCTIVE EFFICIENCY IN
RUMIANTESRUMINANTS
La presente invención se refiere a un método para predecir de forma temprana la eficiencia reproductiva en rumiantes, y más particularmente, a un métodoin vitrobasado en la determinación de los niveles de un grupo de analitos que comprende, entre otros, colesterol-HDL (HDL), triglicéridos (TGL) y ácido oxocolanoico (OCO), y a usos de dichos niveles para estos fines. The present invention relates to a method for early prediction of reproductive efficiency in ruminants, and more particularly, to an in vitro method based on the determination of the levels of a group of analytes that comprise, among others, HDL-cholesterol (HDL). , triglycerides (TGL) and oxocholanoic acid (OCO), and to uses of said levels for these purposes.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
En las explotaciones ganaderas se reemplaza anualmente un porcentaje de los animales por múltiples causas. Esta tasa de reemplazo se conoce como tasa de reposición y desde un punto de vista económico es importante que estos animales de reemplazo presenten una elevada fertilidad, ya que cuanto mayor sea ésta, menor será el número de animales reproductores que se necesita criar anualmente. Por otra parte, interesa, además, que estos animales sean precoces, es decir, que alcancen la pubertad y sean fértiles a la menor edad posible para adelantar la edad al primer parto y, con ello, reducir el periodo improductivo y el intervalo generacional, así como incrementar la vida productiva. En rumiantes, además, se ha observado que los animales más precoces presentan una mayor tasa de fertilidad en la primera cubrición que los menos precoces, cuando se inseminan a la misma edad. On livestock farms, a percentage of animals are replaced annually for multiple reasons. This replacement rate is known as the replacement rate and from an economic point of view it is important that these replacement animals have high fertility, since the higher this is, the lower the number of reproductive animals that need to be raised annually. On the other hand, it is also important that these animals are precocial, that is, that they reach puberty and are fertile at the lowest possible age to advance the age at first birth and, thereby, reduce the unproductive period and the generation interval. as well as increasing productive life. In ruminants, it has also been observed that the most precocious animals have a higher fertility rate in the first mating than the less precocious ones, when they are inseminated at the same age.
En este contexto productivo, por tanto, sería deseable disponer de un procedimiento para identificar a una edad lo más temprana posible aquellos animales que tengan potencial para ser precoces y fértiles, descartando lo antes posible aquellos otros menos precoces y, por tanto, más improductivos desde el punto de vista reproductivo. In this productive context, therefore, it would be desirable to have a procedure to identify at the earliest possible age those animals that have the potential to be precocious and fertile, discarding as soon as possible those others that are less precocious and, therefore, more unproductive from the reproductive point of view.
Existen algunos sistemas y métodos para monitorear distintas condiciones en el ganado, incluyendo la fertilidad; por ejemplo, el sistema que se describe en el documento de patente US2010030036A1. Existen también métodos de gestión inteligente de la reproducción del ganado que permiten predecir la eficiencia reproductiva, como el descrito en el documento US20200396962A1, en este caso aplicado en la subfamilia bovina. There are some systems and methods to monitor different conditions in livestock, including fertility; for example, the system described in patent document US2010030036A1. There are also intelligent management methods for livestock reproduction that allow predicting reproductive efficiency, such as the one described in document US20200396962A1, in this case applied to the bovine subfamily.
La progesterona es una hormona implicada en el ciclo estral de las especies rumiantes. Se produce fundamentalmente en los ovarios, tras el inicio de la pubertad, presentando durante la época reproductiva variaciones en la concentración plasmática asociadas con el ciclo ovárico. De esta forma, los niveles de progesterona se pueden relacionar con la ovulación, ya que sus niveles en plasma se incrementan tras la ovulación. Así, determinando de forma periódica la concentración de progesterona en sangre se puede determinar si un animal ovula y es potencialmente fértil. Esta técnica, sin embargo, solo puede utilizarse tras la pubertad y requiere una monitorización de los niveles plasmáticos de progesterona. Este procedimiento además de ser costoso en tiempo y recursos, tanto humanos como materiales, retrasa la identificación de los animales con diferente potencial de fertilidad, incrementando así el coste de producción. Progesterone is a hormone involved in the estrous cycle of ruminant species. It is produced mainly in the ovaries, after the onset of puberty, presenting variations in plasma concentration associated with the ovarian cycle during the reproductive season. In this way, progesterone levels can be related to ovulation, since its plasma levels increase after ovulation. Thus, by periodically determining the concentration of progesterone in the blood, it can be determined whether an animal ovulates and is potentially fertile. This technique, however, can only be used after puberty and requires monitoring of plasma progesterone levels. This procedure, in addition to being costly in time and resources, both human and material, delays the identification of animals with different fertility potential, thus increasing the cost of production.
Con objeto de identificar animales con diferente precocidad y fertilidad en la primera cubrición, se han realizado investigaciones para encontrar biomarcadores relacionados con la pubertad y la actividad ovárica en diferentes especies ganaderas. Derivado de este esfuerzo, se han identificado potenciales biomarcadores, pero, ninguno de ellos cumple simultáneamente los dos requisitos siguientes: 1) proporcionar una elevada capacidad predictiva, para lo cual deben explicar más del 75 % de la variabilidad en el parámetro indicativo de la eficiencia reproductiva utilizado, y 2) se puedan determinar en las primeras etapas de la vida (antes de los 40 días de edad). Así, por ejemplo, en la especie ovina se ha observado que la concentración plasmática de la hormona antimuleriana permite identificar animales con diferente fertilidad a la primera cubrición, si bien los estudios se basan en su determinación a partir de los 3 meses de edad (Lahoz et al. 2012. BMC Ver. Res., 8, 118). Existen también estudios que relacionan la concentración de hormona antimuleriana con la reserva ovárica, la función ovárica y la fertilidad en vacas lecheras (Mossa et al., 2019. Journal of Animal Science, 97 (4): 1446-1455). Diferentes trabajos de asociación genómica han permitido identificar genes y polimorfismos relacionados con la precocidad y fertilidad en rumiantes (Haldar et al. In order to identify animals with different precocity and fertility at the first mating, research has been carried out to find biomarkers related to puberty and ovarian activity in different livestock species. As a result of this effort, potential biomarkers have been identified, but none of them simultaneously meets the following two requirements: 1) provide a high predictive capacity, for which they must explain more than 75% of the variability in the parameter indicative of efficiency. reproductive used, and 2) can be determined in the early stages of life (before 40 days of age). Thus, for example, in the ovine species it has been observed that the plasma concentration of the anti-Mulerian hormone allows the identification of animals with different fertility at the first mating, although the studies are based on its determination from 3 months of age (Lahoz et al. 2012. BMC Ver. Res., 8, 118). There are also studies that relate the concentration of anti-Mulerian hormone with ovarian reserve, ovarian function and fertility in dairy cows (Mossa et al., 2019. Journal of Animal Science, 97 (4): 1446-1455). Different genomic association studies have allowed the identification of genes and polymorphisms related to precocity and fertility in ruminants (Haldar et al.
2014. Bio. Report., 90, 1-7. Juengel et al. 2014. J. Reprod. Fert. Develop., 28, 1318 1325. Meier et al. 2020. J. Dairy Sci., 104, 3707-3721), pero estos métodos no recogerían la interacción genoma-ambiente que sí recogería el empleo de marcadores fenotípicos, condicionados tanto por la genética como por el ambiente, como el que se describe en la presente propuesta. En cualquier caso, ambos métodos - genómicos y fenotípicos - serían complementarios. 2014. Bio. Report., 90, 1-7. Juengel et al. 2014. J. Reprod. Fert. Develop., 28, 1318 1325. Meier et al. 2020. J. Dairy Sci., 104, 3707-3721), but these methods would not collect the genome-environment interaction that would be collected by the use of phenotypic markers, conditioned by both genetics and the environment, such as the one described in the present proposal. In any case, both methods - genomic and phenotypic - would be complementary.
La invención aquí descrita permite identificar a una edad temprana a rumiantes que presentarán diferente actividad ovárica entre el destete y los 8 meses de edad, detectando animales con diferente grado de precocidad y fertilidad a la primera cubrición, permitiendo mejorar la eficiencia reproductiva de los rebaños, reduciendo el intervalo generacional y los costes de producción e incrementando la vida productiva de los animales. The invention described here makes it possible to identify at an early age ruminants that will present different ovarian activity between weaning and 8 months of age, detecting animals with different degrees of precocity and fertility at first mating, allowing the reproductive efficiency of the herds to be improved. reducing the generation interval and production costs and increasing the productive life of the animals.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invención está dirigida a resolver la necesidad de proporcionar métodos que permitan identificar a una edad temprana animales que tengan un mayor grado de precocidad y fertilidad a la primera cubrición, permitiendo así mejorar la eficiencia reproductiva de los mismos. The present invention is aimed at solving the need to provide methods that allow animals to be identified at an early age that have a higher degree of precocity and fertility at the first mating, thus allowing their reproductive efficiency to be improved.
Así, en un primer aspecto, la presente invención se refiere a un métodoin vitro,de ahora en adelante “método de la invención”, para la predicción temprana de la eficiencia reproductiva en un animal, donde dicho método comprende determinar en una muestra aislada de un animal los niveles de al menos un analito que se selecciona del grupo que consiste en: triglicéridos (TGL); colesterol (HDL); y ácidos biliares. Thus, in a first aspect, the present invention refers to an in vitro method, hereinafter "method of the invention", for the early prediction of reproductive efficiency in an animal, where said method comprises determining in an isolated sample of an animal levels of at least one analyte which is selected from the group consisting of: triglycerides (TGL); HDL cholesterol); and bile acids.
En la presente invención el término“in vitro”se refiere a que la determinación de los niveles de los distintos analitos se realiza fuera del cuerpo del animal. El término “animal” hace referencia a cualquier animal, preferiblemente un mamífero, e incluye, pero no se limita a, animales domésticos y de granja. En ciertas realizaciones del método de la invención, el animal es un rumiante. En ciertas realizaciones del método de la invención, el animal es un rumiante perteneciente a la subfamilia caprina. In the present invention, the term “in vitro” refers to the fact that the determination of the levels of the different analytes is carried out outside the animal's body. The term “animal” refers to any animal, preferably a mammal, and includes, but is not limited to, domestic and farm animals. In certain embodiments of the method of the invention, the animal is a ruminant. In certain embodiments of the method of the invention, the animal is a ruminant belonging to the caprine subfamily.
La expresión “predicción temprana” o “predecir de forma temprana” en la presente invención se refiere a la identificación, antes de los dos primeros meses de edad del animal, de aquellos animales que tengan potencial para ser precoces y fértiles. The expression "early prediction" or "predict early" in the present invention refers to the identification, before the animal's first two months of age, of those animals that have the potential to be precocial and fertile.
El término “eficiencia reproductiva” en la presente invención se refiere a un parámetro de producción en el que se espera obtener mayor número de animales gestantes en menor tiempo. Para ello se tienen en cuenta dos factores, la precocidad sexual y la fertilidad. The term "reproductive efficiency" in the present invention refers to a production parameter in which it is expected to obtain a greater number of pregnant animals in a shorter time. For this, two factors are taken into account, sexual precocity and fertility.
El término “precocidad” hace referencia a la cualidad de algunos animales para llegar a determinada característica en menor tiempo o edad que otro. De esta forma, en la presente invención, el término “precocidad sexual” hace referencia al hecho de que los animales alcancen la pubertad y sean fértiles a la menor edad posible para adelantar la edad al primer parto y, con ello, reducir el periodo improductivo y el intervalo generacional. The term “precocity” refers to the quality of some animals to reach a certain characteristic in a shorter time or age than another. Thus, in the present invention, the term "sexual precocity" refers to the fact that animals reach puberty and are fertile at the lowest possible age to advance the age at first birth and, thereby, reduce the unproductive period. and the generation interval.
En la presente invención el término “fertilidad” o “fértil” se refiere a la capacidad de un ser vivo de producir progenie. In the present invention the term "fertility" or "fertile" refers to the ability of a living being to produce progeny.
En la presente invención se entiende por “muestra” a cualquier material biológico de origen animal que se aísla del animal para someterla a estudio, análisis o experimentación. Ejemplos de dichas muestras incluyen, sin limitar a, muestras de sangre y otras muestras líquidas de origen biológico, muestras de tejidos sólidos, como muestras de biopsia o cultivos de tejidos o células derivadas de ellos y su progenie, como células en cultivo celular, sobrenadantes celulares, lisados celulares, suero, el plasma, los fluidos biológicos y las muestras de tejidos. In the present invention, “sample” is understood as any biological material of animal origin that is isolated from the animal to be subjected to study, analysis or experimentation. Examples of such samples include, but are not limited to, blood samples and other liquid samples of biological origin, solid tissue samples, such as biopsy samples or tissue cultures or cells derived from them and their progeny, such as cells in cell culture, supernatants cells, cell lysates, serum, plasma, biological fluids and tissue samples.
En ciertas realizaciones de la invención, la muestra biológica aislada es suero o plasma. In certain embodiments of the invention, the isolated biological sample is serum or plasma.
El término “aislado/a” implica que la muestra biológica ha sido separada o extraída del resto de componentes que la acompañan de forma natural. Técnicas para obtener muestras biológicas de un animal son ampliamente conocidas en el estado de la técnica, y cualquiera de ellas puede emplearse en la puesta en práctica de la presente invención. The term “isolated” implies that the biological sample has been separated or extracted from the rest of the components that naturally accompany it. Techniques for obtaining biological samples from an animal are widely known in the state of the art, and any of them can be used in the implementation of the present invention.
En la presente invención el término “analito” se refiere a un compuesto presente en una muestra que tiene interés analítico. Los analitos cuyos niveles se determinan en el método de la invención son ampliamente conocidos en la literatura científica, así como las técnicas para medir sus niveles. In the present invention the term "analyte" refers to a compound present in a sample that has analytical interest. The analytes whose levels are determined in the method of the invention are widely known in the scientific literature, as are the techniques for measuring their levels.
Como sabe un experto en la materia, un analito puede determinarse en una muestra mediante técnicas y métodos conocidos en el estado de la técnica, que incluyen, sin limitarse a, métodos enzimáticos, colorimetría, pruebas de anticuerpos, Western Blot, ELISA, PCR o PCR cuantitativa, cromatografía liquida-espectrometría de masas (LCMS), SELDI-TOF (por sus siglas en inglés, Surface-Enhanced Láser Desorption/lonization-Time of Flight), electroforesis en dos dimensiones, uso de anticuerpos, inmunohistoquímica, citometría de flujo, cromatografía de gasesespectrometría de masas (GC-MS), cromatografía de gases-detección por ionización de llama (GC-FID), inmunofluorescencia, cromatografía, ensayos espectrofotométricos, espectroscopia ultravioleta (UV), espectroscopia visible, o cualquier combinación de los mismos. As is known to one skilled in the art, an analyte can be determined in a sample by techniques and methods known in the state of the art, including, but not limited to, enzymatic methods, colorimetry, antibody tests, Western Blot, ELISA, PCR or Quantitative PCR, liquid chromatography-mass spectrometry (LCMS), SELDI-TOF (Surface-Enhanced Laser Desorption/lonization-Time of Flight), two-dimensional electrophoresis, use of antibodies, immunohistochemistry, flow cytometry , gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), gas chromatography-flame ionization detection (GC-FID), immunofluorescence, chromatography, spectrophotometric assays, ultraviolet (UV) spectroscopy, visible spectroscopy, or any combination thereof.
En el método de la invención se determinan los niveles de al menos un analito que se selecciona del grupo que consiste en: TGL; HDL; y ácidos biliares. In the method of the invention, the levels of at least one analyte are determined, which is selected from the group consisting of: TGL; HDL; and bile acids.
Un triglicérido (TGL) es un éster derivado de glicerol y tres ácidos grasos. Las longitudes de cadena de los ácidos grasos en los triglicéridos naturales varían, pero la mayoría contiene 16, 18 o 20 átomos de carbono. Los triglicéridos son los principales constituyentes de la grasa corporal en los animales. También están presentes en la sangre para permitir la transferencia bidireccional de grasa adiposa y glucosa en sangre desde el hígado. A triglyceride (TGL) is an ester derived from glycerol and three fatty acids. The chain lengths of the fatty acids in natural triglycerides vary, but most contain 16, 18, or 20 carbon atoms. Triglycerides are the main constituents of body fat in animals. They are also present in the blood to allow the bidirectional transfer of adipose fat and blood glucose from the liver.
El colesterol-HDL (HDL) se refiere a lipoproteínas de alta densidad, que son aquellas que transportan el colesterol desde los tejidos del cuerpo hasta el hígado. Se trata de lipoproteínas más pequeñas y más densas que las LDL, están compuestas de una alta proporción de proteínas. El hígado sintetiza estas lipoproteínas como proteínas vacías y, tras recoger el colesterol, incrementan su tamaño al circular a través del torrente sanguíneo. HDL-cholesterol (HDL) refers to high-density lipoproteins, which are those that transport cholesterol from the body's tissues to the liver. These are smaller and denser lipoproteins than LDL, they are composed of a high proportion of proteins. The liver synthesizes these lipoproteins as empty proteins and, after collecting cholesterol, they increase in size as they circulate through the bloodstream.
Los ácidos biliares son moléculas antipáticas con un esqueleto esteroidal que son producidas por las células del hígado a partir del colesterol. Los ácidos biliares son ácidos esteroides que se encuentran predominantemente en la bilis de los mamíferos. La distinción entre diferentes ácidos biliares es mínima, en su mayoría depende de la presencia o ausencia de grupos hidroxilo en las posiciones 3 ,7 ,12 y 24. Bile acids are unfriendly molecules with a steroidal skeleton that are produced by liver cells from cholesterol. Bile acids are steroid acids found predominantly in the bile of mammals. The distinction between different bile acids is minimal, mostly depending on the presence or absence of hydroxyl groups at the 3,7,12 and 24 positions.
En ciertas realizaciones de la invención, el ácido biliar se selecciona del grupo que consiste en: ácido glicoquenodeoxicólico (GCDO); ácido hidroxicolenoico (HCO); y ácido oxocolanoico (OCO). In certain embodiments of the invention, the bile acid is selected from the group consisting of: glycochenodeoxycholic acid (GCDO); hydroxycholenoic acid (HCO); and oxocholanoic acid (OCO).
El ácido oxocolanoico tiene la fórmula molecular C24H36O3, el ácido hidroxicolenoico tiene la fórmula molecular C24H4003y el ácido glicoquenodeoxicólico tiene la fórmula molecular C26H43NO5. Oxocholanoic acid has the molecular formula C24H36O3, hydroxycholenoic acid has the molecular formula C24H4003, and glycochenodeoxycholic acid has the molecular formula C26H43NO5.
En ciertas realizaciones específicas, el método de la invención comprende determinar los niveles de OCO. In certain specific embodiments, the method of the invention comprises determining OCO levels.
El método de la invención permite predecir de forma temprana la eficiencia reproductiva en un animal mediante la determinación de los niveles de al menos un analito que se selecciona del grupo que consiste en: TGL, HDL y ácidos biliares. Como se demuestra en la sección experimental, la capacidad de discriminación en dicha predicción es significativamente superior a aquella que se obtiene determinando los niveles de otros analitos que se seleccionan del grupo que consiste en: aspartato aminotransferasa (AST); alanina aminotransferasa (ALT); ceruloplasmina (CRL); bilirrubina (BIL); colesterol total (COL-T); colesterol-LDL (LDL); p-hidroxibutirato (PHB); ácidos grasos no esterificados (NEFA); glucosa (GLU); creatina quinasa (CK); creatinina (CRT); albúmina (ALB); proteínas totales (PT); urea; calcio; zinc; y magnesio. The method of the invention allows early prediction of reproductive efficiency in an animal by determining the levels of at least one analyte that is selected from the group consisting of: TGL, HDL and bile acids. As demonstrated in the experimental section, the discrimination capacity in said prediction is significantly superior to that obtained by determining the levels of other analytes that are selected from the group consisting of: aspartate aminotransferase (AST); alanine aminotransferase (ALT); ceruloplasmin (CRL); bilirubin (BIL); total cholesterol (COL-T); LDL-cholesterol (LDL); p-hydroxybutyrate (PHB); non-esterified fatty acids (NEFA); glucose (GLU); creatine kinase (CK); creatinine (CRT); albumin (ALB); total proteins (TP); urea; calcium; zinc; and magnesium.
El método de la invención permite identificar a una edad temprana animales que tengan un mayor grado de precocidad y fertilidad, permitiendo así mejorar la eficiencia reproductiva de los mismos. The method of the invention allows animals to be identified at an early age that have a higher degree of precocity and fertility, thus allowing their reproductive efficiency to be improved.
En el contexto de la presente invención, se entiende como “edad temprana” a una edad de entre tres y ocho semanas, o de entre 21 y 56 días, ambos incluidos. In the context of the present invention, “early age” is understood to mean an age between three and eight weeks, or between 21 and 56 days, inclusive.
En ciertas realizaciones de la invención, la muestra biológica es aislada del animal entre los 30 y 50 días de edad del animal, ambos incluidos. In certain embodiments of the invention, the biological sample is isolated from the animal between 30 and 50 days of age of the animal, inclusive.
En ciertas realizaciones específicas de la invención, la muestra biológica es aislada del animal entre los 35 y 40 días de edad del animal, ambos incluidos. In certain specific embodiments of the invention, the biological sample is isolated from the animal between 35 and 40 days of age of the animal, inclusive.
Tal y como se ha explicado al principio de la presente descripción, la determinación de los niveles de al menos un analito que se selecciona del grupo que consiste en: TGL; HDL; y ácidos biliares, es útil para la predicción temprana de la eficiencia reproductiva en un animal. Por lo tanto, en la presente invención, también se contemplan como aspectos inventivos los usos de dichos analitos. As explained at the beginning of the present description, the determination of the levels of at least one analyte that is selected from the group consisting of: TGL; HDL; and bile acids, is useful for early prediction of reproductive efficiency in an animal. Therefore, in the present invention, the uses of said analytes are also contemplated as inventive aspects.
Así, un segundo aspecto de la presente invención se relaciona con el usoin vitro,de ahora en adelante “uso de la invención”, de los niveles en una muestra aislada de un animal de al menos un analito que se selecciona del grupo que consiste en: TGL; HDL; y ácidos biliares para predecir de forma temprana la eficiencia reproductiva en un animal. Thus, a second aspect of the present invention relates to the in vitro use, hereinafter "use of the invention", of the levels in an isolated sample of an animal of at least one analyte that is selected from the group consisting of : TGL; HDL; and bile acids to early predict reproductive efficiency in an animal.
En ciertas realizaciones de la invención, el ácido biliar se selecciona del grupo que consiste en: GCDO; HCO; y OCO. In certain embodiments of the invention, the bile acid is selected from the group consisting of: GCDO; HCO; I co.
En ciertas realizaciones del uso de la invención, el ácido biliar es OCO. In certain embodiments of the use of the invention, the bile acid is OCO.
Los términos y expresiones,“in vitro”,“predicción temprana” o “predecir de forma temprana”, “eficiencia reproductiva”, “animal”, “muestra”, “aislado/a” y “analito” han sido definidos o explicados en párrafos anteriores, y dicha definición es aplicable al presente aspecto inventivo. The terms and expressions, “in vitro”, “early prediction” or “predict early”, “reproductive efficiency”, “animal”, “sample”, “isolate” and “analyte” have been defined or explained in previous paragraphs, and said definition is applicable to the present inventive aspect.
La puesta en práctica del uso y de los métodos de la invención se basa en la determinación de los niveles de distintos analitos en muestras biológicas aisladas de un animal. Los medios empleados para esta determinación de los niveles de estos analitos pueden formar parte de un kit. The implementation of the use and methods of the invention is based on the determination of the levels of different analytes in biological samples isolated from an animal. The media used for this determination of the levels of these analytes can be part of a kit.
Así, un tercer aspecto de la presente invención se refiere a un kit, de ahora en adelante “kit de la invención”, que comprende medios para determinarin vitro,en una muestra aislada de un animal, los niveles de al menos un analito que se selecciona del grupo que consiste en: TGL; HDL; y ácidos biliares. Thus, a third aspect of the present invention refers to a kit, hereinafter "kit of the invention", which comprises means for determining in vitro, in an isolated sample of an animal, the levels of at least one analyte that is select from the group consisting of: TGL; HDL; and bile acids.
En ciertas realizaciones, el ácido biliar se selecciona del grupo que consiste en: GCDO; HCO; y OCO. In certain embodiments, the bile acid is selected from the group consisting of: GCDO; HCO; I co.
En ciertas realizaciones, el kit de la invención comprende medios para determinar los niveles de OCO. In certain embodiments, the kit of the invention comprises means for determining OCO levels.
Los términos y expresiones,“in vitro” ,“animal”, “muestra”, “aislado/a” y “analito” han sido definidos o explicados en párrafos anteriores, y dicha definición es aplicable al presente aspecto inventivo. The terms and expressions, “in vitro”, “animal”, “sample”, “isolate” and “analyte” have been defined or explained in previous paragraphs, and said definition is applicable to the present inventive aspect.
El kit puede comprender otros componentes útiles en la puesta en práctica de la presente invención, tales como, buffers, soportes del material, componentes de controles positivos y/o negativos, etc. Además de los componentes mencionados, los kits podrán incluir también instrucciones para practicar el objeto de la invención. Estas instrucciones pueden estar presentes en los kits mencionados en una variedad de formas, una o más de las cuales pueden estar presentes en el kit. Una forma en la que estas instrucciones pueden estar presentes es como información impresa en un medio o sustrato adecuado, p. ej., una hoja u hojas de papel en las que se imprime la información, en el embalaje del kit, en un inserto de paquete, etc. Otro medio sería un medio legible por ordenador, por ejemplo, un CD, un USB, etc., en el que se haya registrado la información. Otro medio que puede estar presente es una dirección de sitio web que puede utilizarse a través de Internet para acceder a la información en un sitio remoto. Cualquier medio conveniente puede estar presente en los kits. The kit may comprise other components useful in the implementation of the present invention, such as buffers, material supports, positive and/or negative control components, etc. In addition to the mentioned components, the kits may also include instructions for practicing the object of the invention. These instructions may be present in the aforementioned kits in a variety of forms, one or more of which may be present in the kit. One way in which these instructions may be present is as printed information on a suitable medium or substrate, e.g. e.g., a sheet or sheets of paper on which the information is printed, on the kit packaging, on a package insert, etc. Another medium would be a computer-readable medium, for example, a CD, USB, etc., on which the information has been recorded. Another medium that may be present is a website address that can be used over the Internet to access information at a remote site. Any convenient media may be present in the kits.
Los inventores de la presente invención han desarrollado un método de gestión inteligente que permite la predicción tempranain vitrode la eficiencia reproductiva en un animal. Por tanto, la presente invención se refiere también a un método de gestión inteligente para la predicción tempranain vitrode la eficiencia reproductiva en un animal donde el método está basado en el método paramétrico de la estimación de la función discriminante lineal, y en donde se determinan las concentraciones plasmáticas HDL; TGL; y OCO. The inventors of the present invention have developed an intelligent management method that allows early in vitro prediction of reproductive efficiency in an animal. Therefore, the present invention also refers to an intelligent management method for early in vitro prediction of reproductive efficiency in an animal where the method is based on the parametric method of estimating the linear discriminant function, and where the plasma HDL concentrations; TGL; I co.
El análisis discriminante lineal es una generalización del discriminante lineal de Fisher, un método utilizado en estadística para encontrar una combinación lineal de rasgos que caracterizan o separan dos o más clases de objetos o eventos. Linear discriminant analysis is a generalization of Fisher's linear discriminant, a method used in statistics to find a linear combination of features that characterize or separate two or more classes of objects or events.
El análisis discriminante desarrolla un criterio discriminante para clasificar un conjunto de observaciones (conjunto de calibración) que contienen una o más variables cuantitativas y una variable de clasificación que define grupos de observaciones. En la presente invención, se trata de categorías de fertilidad. Discriminant analysis develops a discriminant criterion to classify a set of observations (calibration set) containing one or more quantitative variables and a classification variable that defines groups of observations. In the present invention, these are fertility categories.
Cuando la distribución dentro de cada grupo es multivariante normal, se puede utilizar un método paramétrico para desarrollar una función discriminante. La función discriminante, también conocida como criterio de clasificación, se determina mediante una medida de distancia al cuadrado generalizada. El criterio de clasificación puede basarse en las matrices de covarianza individuales dentro del grupo (que producen una función cuadrática) o en la matriz de covarianza agrupada (que produce una función lineal); también tiene en cuenta las probabilidades previas de los grupos. When the distribution within each group is multivariate normal, a parametric method can be used to develop a discriminant function. The discriminant function, also known as the classification criterion, is determined by a generalized squared distance measure. The classification criterion can be based on the individual covariance matrices within the group (which produce a quadratic function) or the grouped covariance matrix (which produces a linear function); It also takes into account the groups' prior probabilities.
Las funciones discriminantes son una combinación lineal de las variables independientes que proporcionan la mayor discriminación posible entre las categorías. En la presente invención las variables independientes son las concentraciones plasmáticas de TGL, HDL y OCO. Discriminant functions are a linear combination of the independent variables that provide the greatest possible discrimination between categories. In the present invention the independent variables are the plasma concentrations of TGL, HDL and OCO.
En ciertas realizaciones del método de gestión inteligente de la invención, la mayor capacidad discriminante se consigue transformando la concentración plasmática de OCO a logaritmo natural y elevando a una potencia de dos la concentración plasmática de triglicéridos (TGL). De esta forma, en la presente invención, las dos funciones discriminantes (D1 y D2) que proporcionan la mayor capacidad de discriminación entre las categorías de fertilidad son: In certain embodiments of the intelligent management method of the invention, the greatest discriminating capacity is achieved by transforming the plasma concentration of OCO to a natural logarithm and raising the plasma concentration of triglycerides (TGL) to a power of two. Thus, in the present invention, the two discriminant functions (D1 and D2) that provide the greatest discrimination capacity between fertility categories are:
•D1 = -19,048 1,6964 x ln (OCO) 0.00103 x (TGL)2+ 0,55367 x HDL •D1 = -19.048 1.6964 x ln (OCO) 0.00103 x (TGL)2+ 0.55367 x HDL
•D2 = -37,452 -10,966 x ln (OCO) -0,0061 x (TGL)2+ 0,0198 x HDL •D2 = -37.452 -10.966 x ln (OCO) -0.0061 x (TGL)2+ 0.0198 x HDL
Los medios para la ejecución del método de la invención para la predicción tempranain vitrode la eficiencia reproductiva en un animal pueden estar comprendidos en forma de kit. The means for executing the method of the invention for early in vitro prediction of reproductive efficiency in an animal may be comprised in kit form.
Por tanto, un cuarto aspecto de la invención se refiere a un kit para la predicción tempranain vitrode la eficiencia reproductiva en un animal, donde dicho kit comprende, al menos, un dispositivo electrónico con al menos un procesador y una memoria, y donde la memoria almacena instrucciones que, cuando son ejecutadas por el al menos un procesador, causan que el dispositivo electrónico ejecute el método de la invención. Therefore, a fourth aspect of the invention refers to a kit for early in vitro prediction of reproductive efficiency in an animal, where said kit comprises at least one electronic device with at least one processor and a memory, and where the memory stores instructions that, when executed by the at least one processor, cause the electronic device to execute the method of the invention.
Así mismo, la invención se refiere a un programa informático con instrucciones configuradas para ser ejecutadas por al menos un procesador, donde dichas instrucciones causan la ejecución del método de la invención por el dispositivo electrónico. Likewise, the invention relates to a computer program with instructions configured to be executed by at least one processor, where said instructions cause the execution of the method of the invention by the electronic device.
DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURASDESCRIPTION OF THE FIGURES
Fig. 1.Concentración plasmática de progesterona en animales clasificados en diferentes categorías. Fig. 1.Plasma concentration of progesterone in animals classified into different categories.
Fig. 2.Cromatogramas con identificación de ácidos biliares de la muestra correspondientes a un animal de la categoría 0 y déla categoría 1. Fig. 2. Chromatograms with identification of bile acids in the sample corresponding to an animal from category 0 and category 1.
Fig.3. Tasa de fertilidad del grupo de animales clasificados dentro de las diferentes categorías reproductivas. Fig.3. Fertility rate of the group of animals classified within the different reproductive categories.
Fig. 4.Distribución espacial de los individuos de las dos categorías reproductivas en función de los valores obtenidos con las funciones discriminantes (datos generados en el subconjunto de calibración). Fig. 4. Spatial distribution of individuals from the two reproductive categories based on the values obtained with the discriminant functions (data generated in the calibration subset).
Fig.5. Distribución espacial de los individuos de las dos categorías reproductivas en función de los valores obtenidos con las funciones discriminantes (datos generados en el subconjunto de validación). Fig.5. Spatial distribution of individuals from the two reproductive categories based on the values obtained with the discriminant functions (data generated in the validation subset).
EJEMPLOSEXAMPLES
A continuación, se ilustrará la invención mediante unos ensayos realizados por los inventores, que ponen de manifiesto la efectividad del producto de la invención. Next, the invention will be illustrated through tests carried out by the inventors, which demonstrate the effectiveness of the product of the invention.
1. Materiales y métodos1. Materials and methods
1.1. Animales, alimentación y manejo1.1. Animals, feeding and management
Se utilizaron datos y muestras de 25 corderas de raza assaf, procedentes del rebaño del Instituto de Ganadería de Montaña (IGM/CSIC-ULE). Parte de estos animales (n=18) se cubrieron a los 9 meses de edad, tras sincronización de celo con esponjas con progestágenos (Chronogest® 20 mg, MSD) y administración de gonadotropina sérica equina (Foligon, MSD). Este subconjunto de animales (subconjunto de calibración) se utilizó para obtener el modelo de predicción del comportamiento reproductivo. Los restantes animales (n=7) no se cubrieron y se utilizaron para validar el modelo de predicción obtenido (subconjunto de validación). Data and samples from 25 Assaf breed lambs were used, from the flock of the Mountain Livestock Institute (IGM/CSIC-ULE). Part of these animals (n=18) were mated at 9 months of age, after synchronization of heat with sponges with progestins (Chronogest® 20 mg, MSD) and administration of equine serum gonadotropin (Foligon, MSD). This subset of animals (calibration subset) was used to obtain the reproductive behavior prediction model. The remaining animals (n=7) were not covered and were used to validate the prediction model obtained (validation subset).
Los animales utilizados, tanto para la obtención como para la validación del modelo de predicción, fueron separados de sus madres 24 horas después del parto, para asegurar el consumo de calostro. Posteriormente fueron criados mediante lactancia artificial, utilizando una nodriza automática (JR, España) con lacto reemplazante (Cordevit, Leches Maternizadas S.A., León, España). Los animales tuvieron acceso libre a la nodriza las 24 horas del día. The animals used, both for obtaining and validating the prediction model, were separated from their mothers 24 hours after birth, to ensure colostrum consumption. Subsequently, they were raised by artificial lactation, using an automatic wet nurse (JR, Spain) with milk replacer (Cordevit, Leches Maternizada S.A., León, Spain). The animals had free access to the nurse 24 hours a day.
A los 40 días de edad, los animales se destetaron de forma progresiva durante 7 días, permitiéndoles libre acceso a un pienso de arranque (Babymix, Inatega, España), paja de cebada y heno de alfalfa, distribuido en diferentes comederos. Durante este periodo se les permitió acceder, durante los días 41, 42, 43, 45 y 47, una hora al día a una nodriza automática. Tras realizar el destete, los animales dispusieron de paja de cereal, heno de alfalfa y del mismo pienso de arranque utilizado en la fase anterior, todos ellos administrados ad libitum, durante 6 semanas. Posteriormente, fueron alimentados ad libitum con una dieta granulada completa, que contenía un 54,5% de forraje y un 45,5% de concentrado (6,5% salvado de trigo, 12 % paja de cereal, 36% alfalfa,14,5% cebada, 14% maíz, 7% trigo, 5% de torta de soja, 2 % melazas, 1 % de manteca y 2% de corrector vitamínico-mineral) hasta los 8 meses de edad. At 40 days of age, the animals were progressively weaned over 7 days, allowing them free access to a starter feed (Babymix, Inatega, Spain), barley straw and alfalfa hay, distributed in different feeders. During this period, they were allowed access, on days 41, 42, 43, 45 and 47, for one hour a day to an automatic wet nurse. After weaning, the animals were provided with cereal straw, alfalfa hay and the same starter feed used in the previous phase, all administered ad libitum, for 6 weeks. Subsequently, they were fed ad libitum with a complete pelleted diet, containing 54.5% forage and 45.5% concentrate (6.5% wheat bran, 12% cereal straw, 36% alfalfa,14, 5% barley, 14% corn, 7% wheat, 5% soybean cake, 2% molasses, 1% butter and 2% vitamin-mineral corrector) up to 8 months of age.
1.2. Obtención de muestras de sangre1.2. Obtaining blood samples
Para el estudio del perfil bioquímico y metabolómico se toma una muestra de sangre de todos los animales entre los 35 y los 40 días de edad, ambos incluidos. Tras el destete se recogieron muestras semanalmente durante 7 meses para determinar la concentración de progesterona. Las muestras se recogieron siempre por la mañana, a las 8:30 a.m., mediante venopunción en la vena yugular. To study the biochemical and metabolomic profile, a blood sample is taken from all animals between 35 and 40 days of age, both included. After weaning, samples were collected weekly for 7 months to determine progesterone concentration. Samples were always collected in the morning, at 8:30 a.m., by venipuncture in the jugular vein.
Las muestras de sangre para determinar el perfil bioquímico y metabolómico se recogieron utilizando un vacutainer con heparina-litio y se trasladaron inmediatamente al laboratorio en agua con hielo, donde se centrifugaron a 3520 g durante 16 min a 50C. Blood samples for biochemical and metabolomic profiling were collected using a lithium-heparin vacutainer and immediately transferred to the laboratory in ice water, where they were centrifuged at 3520 g for 16 min at 50C.
A continuación, se recogieron las muestras de plasma, que se conservaron a -80 0C hasta su análisis. Plasma samples were then collected and stored at -80 0C until analysis.
Para medir la progesterona, las muestras recogidas tras el destete se dejaron coagular en un baño a 37 0C durante 30 minutos y a continuación se centrifugaron a 3520 g durante 16 min a 4°C. Las muestras de suero así obtenidas se conservaron a -80oC hasta el momento en que se realizó la determinación de progesterona. To measure progesterone, samples collected after weaning were allowed to clot in a bath at 37°C for 30 minutes and then centrifuged at 3520 g for 16 min at 4°C. The serum samples thus obtained were stored at -80oC until the progesterone determination was performed.
1.3. Categorías reproductivas1.3. Reproductive categories
Los animales, tanto del subconjunto de calibración, como de validación, se distribuyeron en dos categorías en función del número de picos de progesterona detectados en el periodo de tiempo comprendido entre el destete (a los 40 días de edad) y los 8 meses de vida. Así, dentro de cada subconjunto, se clasificaron los animales en dos categorías: The animals, both from the calibration and validation subset, were distributed into two categories based on the number of progesterone peaks detected in the period of time between weaning (at 40 days of age) and 8 months of age. . Thus, within each subset, the animals were classified into two categories:
•Categoría 0: corderas que presentaron menos de 2 picos de progesterona con una concentración >0,5 ng/mL antes de los 8 meses de edad (lo que indica menos de 2 ovulaciones en el periodo). Este subgrupo estuvo constituido por 11 animales y su tasa de fertilidad fue del 45,5%. •Category 0: lambs that presented less than 2 peaks of progesterone with a concentration >0.5 ng/mL before 8 months of age (indicating less than 2 ovulations in the period). This subgroup consisted of 11 animals and their fertility rate was 45.5%.
•Categoría 1: corderas que presentaron al menos 2 picos de progesterona con una concentración >0,5 ng/mL antes de los 8 meses de edad (lo que indica un mínimo de 2 ovulaciones). Este subgrupo estuvo constituido por 7 animales y su tasa de fertilidad fue del 85,7%. •Category 1: lambs that presented at least 2 peaks of progesterone with a concentration >0.5 ng/mL before 8 months of age (indicating a minimum of 2 ovulations). This subgroup consisted of 7 animals and their fertility rate was 85.7%.
En la Fig. 1. se recogen los cambios en la concentración de progesterona en sangre de algunos de los animales incluidos en las categorías 0 y 1. Como se puede apreciar, los animales de la categoría 0 presentaron en el período de estudio un único pico de progesterona, mientras que los de la categoría 1 presentaron al menos 2 picos de progesterona. Se consideró un pico de progesterona válido cuando la concentración plasmática superó los 0,5 ng/mL, observándose un descenso de esta concentración entre dos picos secuenciales. Fig. 1 shows the changes in the concentration of progesterone in the blood of some of the animals included in categories 0 and 1. As can be seen, the animals in category 0 presented a single peak during the study period. of progesterone, while those in category 1 presented at least 2 peaks of progesterone. A valid progesterone peak was considered when the plasma concentration exceeded 0.5 ng/mL, with a decrease in this concentration being observed between two sequential peaks.
1.4. Determinaciones analíticas1.4. Analytical determinations
La determinación de progesterona en las muestras de suero se realizó mediante inmunoensayo secuencial competitivo (lmmulite®/lmmulite® 1000 Progesterone). Determination of progesterone in serum samples was performed by competitive sequential immunoassay (lmmulite®/lmmulite® 1000 Progesterone).
En las muestras de plasma recogidas a los 35 días de edad se determinaron los siguientes parámetros: aspartato aminotransferasa (AST), alanina aminotransferasa (ALT), ceruloplasmina (CRL), bilirrubina (BIL), triglicéridos (TGL), colesterol total (COL-T), colesterol-HDL (HDL), colesterol-LDL (LDL), p-hidroxibutirato (PHB), ácidos grasos no esterificados (NEFA), glucosa (GLU), creatina quinasa (CK), creatinina (CRT), albúmina (ALB), proteínas totales (PT), urea, calcio, zinc y magnesio. Las muestras de plasma fueron descongeladas durante la noche a 4°C y fueron analizadas utilizando un equipo ILAB.650 (Instrumentaron Laboratory, Lexington, MA, EE. UU.). In the plasma samples collected at 35 days of age, the following parameters were determined: aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), ceruloplasmin (CRL), bilirubin (BIL), triglycerides (TGL), total cholesterol (COL- T), HDL-cholesterol (HDL), LDL-cholesterol (LDL), p-hydroxybutyrate (PHB), non-esterified fatty acids (NEFA), glucose (GLU), creatine kinase (CK), creatinine (CRT), albumin ( ALB), total proteins (TP), urea, calcium, zinc and magnesium. Plasma samples were thawed overnight at 4°C and analyzed using an ILAB.650 instrument (Instrumentation Laboratory, Lexington, MA, USA).
En una alícuota de esas mismas muestras de plasma se determinó la concentración de ácidos biliares mediante cromatografía líquida y detección por espectrometría de masas, concretamente de los ácidos glicoquenodeoxicólico (GCDO), hidroxicolenoico (HCO) y oxocolanoico (OCO), los cuales pudieron ser detectados como el ión pseudomolecular ([M+H]+) y el ión pseudomolecular deshidratado ([M-H2Ü+H]+) usando ionización en positivo. Para ello se utilizó un equipo cromatográfico Acquity Ultraperformance LC (UPLC®; WATERS, Barcelona, España), equipado con una columna Acquity UPLC HSS T3 (1,8 μm de tamaño de partícula, y dimensiones 2,1 * 100 mm) y una precolumna del mismo relleno (VanGuard 2,1 mm * 5 mm, 1,8 μm de tamaño de partícula). Las muestras se analizaron con dos métodos de elución diferentes, inyectando 7,5 μL de cada muestra en ambos métodos. En el método 1, se utilizó un gradiente de alusión binario, con un solvente A de metanol: agua (2:8; v/v) y 0,1 % de ácido fórmico; el solvente B fue una mezcla de 100% acetonitrilo con 0,1% de ácido fórmico. El flujo fue de 0,35 mL/min. El gradiente de elución fue el siguiente: 99,9% A; 1 min, ¡socrático; 3,5 min, 20% A; 5 min, ¡socrático; 9,5 min, 0,1% A; 11 min, ¡socrático; 14 min, 99,9% A (el tiempo total de cada carrera cromatográfica fue de 15 min). En el método 2, se usó también un gradiente binario, pero se modificó el solvente A (metanol: agua: ácido fórmico, 50:50:0,5; v/v/v), y el solvente B (metanol: acetonitrilo: ácido fórmico, 59:40:0,5; v/v/v). El flujo fue de 0,30 mL/min y el gradiente de elución: 99,9% A; 1 min, ¡socrático; 2,5 min, 20% A; 4 min, ¡socrático; 5,5 min, 0,1% A; 8 min, ¡socrático; 10 min, 99,9% A (el tiempo total de cada carrera cromatográfica fue de 12 min). Las muestras se distribuyeron de forma aleatoria para distribuir los errores de propagación y una muestra conjunta se utilizó como muestra control (QC), la cual se inyectó al inicio, en el medio y al final del conjunto de muestras analizadas. Los valores de las áreas de cada pico se ajustaron posteriormente de acuerdo con los valores obtenidos con esta muestra control. Se añadió también reserpina a cada muestra como compuesto de referencia y tras la integración, las áreas se normalizaron utilizando esta referencia. La detección de los analitos se realizó en un espectrómetro de masas SYNAPT HDMS G2 (WATERS, Barcelona, España), equipado con una fuente de ionización por elestrospray (ESI, Z-spray®) y un analizador de tiempo de vuelo (ESl-QToF-MS). Las muestras se analizaron en modos de ionización en positivo y negativo (este modo solo en método 1). El espectrómetro de masas se operó con el método MSE, que incluye funciones de baja (equivalente a registro completo, “full-scan”) y alta energía, permitiendo esta última determinar continuamente y en cada instante los fragmentos del pico base. Para el control del análisis y la adquisición de datos se utilizó el programa MassLynx™. In an aliquot of these same plasma samples, the concentration of bile acids was determined by liquid chromatography and detection by mass spectrometry, specifically glycochenodeoxycholic (GCDO), hydroxycholenoic (HCO) and oxocholanoic (OCO) acids, which could be detected. such as the pseudomolecular ion ([M+H]+) and the dehydrated pseudomolecular ion ([M-H2Ü+H]+) using positive ionization. For this, an Acquity Ultraperformance LC chromatographic equipment (UPLC®; WATERS, Barcelona, Spain) was used, equipped with an Acquity UPLC HSS T3 column (1.8 μm particle size, and dimensions 2.1 * 100 mm) and a guard column of the same filler (VanGuard 2.1 mm * 5 mm, 1.8 μm particle size). Samples were analyzed with two different elution methods, injecting 7.5 μL of each sample into both methods. In method 1, a binary allusion gradient was used, with solvent A of methanol: water (2:8; v/v) and 0.1% formic acid; Solvent B was a mixture of 100% acetonitrile with 0.1% formic acid. The flow was 0.35 mL/min. The elution gradient was as follows: 99.9% A; 1 min, Socratic; 3.5 min, 20% A; 5 min, Socratic; 9.5 min, 0.1% A; 11 min, Socratic; 14 min, 99.9% A (the total time of each chromatographic run was 15 min). In method 2, a binary gradient was also used, but solvent A (methanol: water: formic acid, 50:50:0.5; v/v/v), and solvent B (methanol: acetonitrile: formic acid, 59:40:0.5; The flow was 0.30 mL/min and the elution gradient: 99.9% A; 1 min, Socratic; 2.5 min, 20% A; 4 min, Socratic; 5.5 min, 0.1% A; 8 min, Socratic; 10 min, 99.9% A (the total time of each chromatographic run was 12 min). The samples were distributed randomly to distribute the propagation errors and a joint sample was used as a control sample (QC), which was injected at the beginning, in the middle and at the end of the set of analyzed samples. The values of the areas of each peak were subsequently adjusted according to the values obtained with this control sample. Reserpine was also added to each sample as a reference compound and after integration, the areas were normalized using this reference. The detection of the analytes was performed on a SYNAPT HDMS G2 mass spectrometer (WATERS, Barcelona, Spain), equipped with an elestrospray ionization source (ESI, Z-spray®) and a time-of-flight analyzer (ESl-QToF -MS). Samples were analyzed in positive and negative ionization modes (this mode only in method 1). The mass spectrometer was operated with the MSE method, which includes low energy (equivalent to full-scan) and high energy functions, the latter allowing the fragments of the base peak to be determined continuously and at each instant. The MassLynx™ program was used to control the analysis and data acquisition.
En la Tabla 1 se recogen los datos cromatográficos de los tres ácidos biliares indicados anteriormente. En la Fig.2. se presenta un cromatograma tipo de una de las muestras analizadas tanto para el método 1 (con ionización en modos positivo y negativo) como para el método 2 (ionización solo el positivo). Table 1 shows the chromatographic data of the three bile acids indicated above. In Fig.2. A typical chromatogram of one of the samples analyzed is presented for both method 1 (with ionization in positive and negative modes) and for method 2 (ionization only the positive).
Tabla 1.Datos cromatográficos y de espectro de masas para los diferentes ácidos biliares determinados. Table 1. Chromatographic and mass spectrum data for the different bile acids determined.
1.5. Análisis estadístico1.5. Statistic analysis
Todos los procedimientos realizados se efectuaron utilizando el paquete estadístico SAS (SAS Inst. Inc., Cary, NC, EE. UU.). All procedures performed were carried out using the SAS statistical package (SAS Inst. Inc., Cary, NC, USA).
En el conjunto de calibración se realizó un análisis discriminante para evaluar la capacidad de clasificara los animales en sus correspondientes categorías reproductivas (Categoría 0vs1) utilizando el perfil bioquímico sanguíneo determinado en muestras obtenidas antes del destete (35-40 días de edad). Además de los parámetros brutos, se incluyeron nuevas variables combinación de las originales o simplemente transformadas, empleando potencias o el logaritmo natural. Las variables predictoras se seleccionaron utilizando el procedimiento STEPDISC. Una vez seleccionadas las variables, con el procedimiento DISCRIM se evaluó la capacidad de clasificación correcta mediante resubstitución y validación cruzada, así como en el subconjunto de validación externa. In the calibration set, a discriminant analysis was performed to evaluate the ability to classify the animals into their corresponding reproductive categories (Category 0vs1) using the blood biochemical profile determined in samples obtained before weaning (35-40 days of age). In addition to the raw parameters, new variables were included, a combination of the original ones or simply transformed, using powers or the natural logarithm. Predictor variables were selected using the STEPDISC procedure. Once the variables were selected, the DISCRIM procedure evaluated the correct classification capacity through resubstitution and cross-validation, as well as in the external validation subset.
Se comparó la bondad del ajuste de modelos obtenidos utilizando diferentes procedimientos de estimación del criterio de clasificación: 1) método paramétrico empleando la matriz de covarianza conjunta para obtener el criterio de clasificación (función discriminante lineal); 2) método paramétrico empleando las matrices de covarianza individuales para obtener el criterio de clasificación (función discriminante cuadrática) y 3) método no paramétrico basado en los K vecinos más cercanos, empleando la matriz de covarianza conjunta para estimar la distancia de Mahalanobis. Los 3 métodos comparados permitieron clasificar correctamente el 100% de los individuos tanto en el conjunto de calibración como de validación, pero el método paramétrico con la estimación de la función discriminante lineal fue el que generó probabilidades de clasificación más elevadas. The goodness of fit of models obtained using different procedures for estimating the classification criterion was compared: 1) parametric method using the joint covariance matrix to obtain the classification criterion (linear discriminant function); 2) parametric method using the individual covariance matrices to obtain the classification criterion (quadratic discriminant function) and 3) non-parametric method based on the K nearest neighbors, using the joint covariance matrix to estimate the Mahalanobis distance. The 3 methods compared allowed 100% of the individuals to be correctly classified in both the calibration and validation sets, but the parametric method with the estimation of the linear discriminant function was the one that generated higher classification probabilities.
Como se ha comentado anteriormente en la descripción, las funciones discriminantes son una combinación lineal de las variables independientes, en la presente invención, las concentraciones plasmáticas de los marcadores seleccionados, que proporcionan la mayor discriminación posible entre las categorías. En la presente invención se obtuvieron 2 funciones discriminantes (D1 y D2): As mentioned previously in the description, the discriminant functions are a linear combination of the independent variables, in the present invention, the plasma concentrations of the selected markers, which provide the greatest possible discrimination between the categories. In the present invention, 2 discriminant functions (D1 and D2) were obtained:
• D1 =-19,048+ 1,6964xln(OCO) 0.00103x(TGL)2+ 0,55367xHDL • D1 =-19.048+ 1.6964xln(OCO) 0.00103x(TGL)2+ 0.55367xHDL
• D2 = -37,452 -10,966 x ln (OCO) -0,0061 x (TGL)2+ 0,0198 x HDL • D2 = -37.452 -10.966 x ln (OCO) -0.0061 x (TGL)2+ 0.0198 x HDL
Cabe indicar que la ordenada y los coeficientes en las funciones discriminantes pueden variar dependiendo de si se utilizan diferentes métodos de cálculo (función paramétrica lineal o cuadrática o métodos no paramétricos), si se tiene en consideración o no las probabilidades previas o incluso si se utilizan datos de otros laboratorios, que presenten algún tipo de sesgo. La capacidad discriminante de los marcadores identificados sería la misma, siempre y cuando el sesgo sea constante. It should be noted that the ordinate and the coefficients in the discriminant functions may vary depending on whether different calculation methods are used (linear or quadratic parametric function or non-parametric methods), whether or not the prior probabilities are taken into consideration or even if they are used. data from other laboratories, which present some type of bias. The discriminant capacity of the identified markers would be the same, as long as the bias is constant.
Las funciones discriminantes de la presente invención permiten clasificar a los animales en las categorías reproductivas de acuerdo con los siguientes criterios: The discriminant functions of the present invention allow animals to be classified into reproductive categories according to the following criteria:
•Si el valor obtenido en la función D1 es mayor que en la función D2, el animal se clasifica en la categoría 0. •If the value obtained in function D1 is greater than in function D2, the animal is classified in category 0.
•Si el valor obtenido en la función D1 es menor que en la función D2, el animal se clasifica en la categoría 1. •If the value obtained in function D1 is lower than in function D2, the animal is classified in category 1.
2. Resultados2. Results
2.1. Número de picos de progesterona y fertilidad2.1. Number of progesterone peaks and fertility
Las corderas del subconjunto de calibración fueron inseminadas a los 9 meses de edad y se determinó la tasa de fertilidad, definida esta como el n0 de corderas paridas/n0 de corderas inseminadas. La tasa de fertilidad, como puede apreciarse en la Fig. 3, fue numéricamente superior en la categoría 1 (animales que presentaron al menos 2 picos de progesterona antes de los 8 meses de edad). La asociación entre la fertilidad (fértilesvs.no fértiles) y las categorías reproductivas (categoría 0vs.1) mostró una tendencia a la significación{X2=2,92; p=0,0876). The lambs of the calibration subset were inseminated at 9 months of age and the fertility rate was determined, defined as the n0 of lambs lambed/n0 of lambs inseminated. The fertility rate, as can be seen in Fig. 3, was numerically higher in category 1 (animals that presented at least 2 progesterone peaks before 8 months of age). The association between fertility (fertile vs. non-fertile) and reproductive categories (category 0 vs. 1) showed a trend towards significance{X2=2.92; p=0.0876).
2.2. Perfil bioquímico de los animales2.2. Biochemical profile of animals
En la Tabla 2 se presentan los valores medios para los diferentes parámetros indicativos del perfil bioquímico correspondientes a las dos categorías reproductivas, en el subconjunto de calibración. Table 2 shows the mean values for the different parameters indicative of the biochemical profile corresponding to the two reproductive categories, in the calibration subset.
1 valores de área de pico cromatográfico del compuesto normalizado al área del pico cromatográfico del compuesto de referencia (reserpina) 1 chromatographic peak area values of the compound normalized to the chromatographic peak area of the reference compound (reserpine)
Tabla 2.Valores medios ± error estándar de la media de los diferentes parámetros indicativos del perfil bioquímico sanguíneo a los 35 días de edad de los animales correspondientes a las dos categorías reproductivas estudiadas en el subconjunto de calibración (Categoría 0 vs 1). Table 2. Mean values ± standard error of the mean of the different parameters indicative of the blood biochemical profile at 35 days of age of the animals corresponding to the two reproductive categories studied in the calibration subset (Category 0 vs 1).
2.3. Predicción del comportamiento reproductivo23. Prediction of reproductive behavior
La combinación que permitió la mayor capacidad discriminante fue aquella constituida por la concentración plasmática de ácido oxocolanoico (OCO, transformado como logaritmo natural), triglicéridos (TGL, elevado a una potencia de 2) y las lipoproteínas de alta densidad transportadoras de colesterol (HDL). The combination that allowed the greatest discriminating capacity was that constituted by the plasma concentration of oxocholanoic acid (OCO, transformed as a natural logarithm), triglycerides (TGL, raised to a power of 2) and high-density cholesterol-binding lipoproteins (HDL). .
Como se ha comentado anteriormente, si el valor obtenido en la función D1 es mayor que en la función D2, el animal se clasifica en la categoría 0 (presenta menos de dos ovulaciones antes de los ocho meses de edad). Por tanto, estos animales serán menos precoces y fértiles. Si el valor obtenido en la función D1 es menor que en la función D2, el animal se clasifica en la categoría 1 (presentará al menos dos ovulaciones antes de los ocho meses de edad). Por tanto, estos animales serán más precoces y fértiles. En la Tabla 3 se muestran los valores medios ± error estándar de la media de los marcadores en cada una de las categorías. As mentioned above, if the value obtained in function D1 is greater than in function D2, the animal is classified in category 0 (presents less than two ovulations before eight months of age). Therefore, these animals will be less precocious and fertile. If the value obtained in function D1 is lower than in function D2, the animal is classified in category 1 (it will present at least two ovulations before eight months of age). Therefore, these animals will be more precocious and fertile. Table 3 shows the mean values ± standard error of the mean of the markers in each of the categories.
Tabla 3. Valores medios ± error estándar de la media de los marcadores en cada una de las categorías (valores medios incluyendo los animales de los subconjuntos de calibraciónyvalidación). Table 3. Mean values ± standard error of the mean of the markers in each of the categories (mean values including the animals of the calibration and validation subsets).
En la Fig. 4. se presentan los valores obtenidos con cada función discriminante, correspondientes a cada uno de los individuos del subconjunto de calibración. En la Tabla 4 se presentan los resultados del proceso de asignación, tanto del proceso de resubstitución, como del de validación cruzada. Fig. 4 shows the values obtained with each discriminant function, corresponding to each of the individuals in the calibration subset. Table 4 presents the results of the assignment process, both the resubstitution process and the cross-validation process.
Tabla 4. Tasas de error en la clasificación de los animales en las diferentes categorías reproductivas a partir del perfil bioquímico determinado antes del destete (datos generados en el subconjunto de calibración mediante resubstitución o validación cruzada). Table 4. Error rates in the classification of animals in the different reproductive categories based on the biochemical profile determined before weaning (data generated in the calibration subset through resubstitution or cross-validation).
Con la finalidad de confirmar la bondad del modelo de predicción, se evaluó la capacidad de clasificación en un subconjunto de animales (n=7) que no se utilizaron para obtener el modelo. En la Fig. 5. se presentan los valores obtenidos con cada función discriminante, correspondientes a cada uno de los individuos del subconjunto de validación. Cabe indicar que la tasa de error en la clasificación fue del 0 % y las probabilidades de asignación muy elevadas, como se puede observar en la Tabla 5. In order to confirm the goodness of the prediction model, the classification capacity was evaluated in a subset of animals (n=7) that were not used to obtain the model. Fig. 5 shows the values obtained with each discriminant function, corresponding to each of the individuals in the validation subset. It should be noted that the classification error rate was 0% and the assignment probabilities were very high, as can be seen in Table 5.
Tabla 5.Probabilidad de asignación a posteriori de los animales en las categorías reproductivas estudiadas (Categoría 0vs1 ) Table 5. Probability of a posteriori assignment of the animals in the reproductive categories studied (Category 0vs1)
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