Kako uzgajati nosoroge u laboratoriji: Nauka koja bi mogla spasiti ugroženu vrstu

Kako uzgajati nosoroge u laboratoriji: Nauka koja bi mogla spasiti ugroženu vrstu

Postoji nekoliko paralelnih projekata koji se odvijaju širom sveta za spas severnog belog nosoroga (Ceratotherium simum simum), jedne od zadivljujućih i kultnih vrsta divljih životinja u Africi. Sa smrću poslednjeg mužjaka 2018. godine i sa samo dve žive ženke, vrsta je funkcionalno izumrla.

Najpoznatiji od ovih projekata je međunarodni istraživački konzorcijum pod nazivom BioRescue. Osnovao ga je 2019. godine tim naučnika i konzervatora pod vođstvom Lajbnic instituta za istraživanje zooloških vrtova i divljih životinja u Berlinu, Nemačka.

U jednoj od svojih istraživačkih linija, BioRescue tim prikuplja zrela jajašca — naučno nazvana oociti — od jedne od jedine dve severne bele ženke. Oni žive u kenijskom rezervatu Ol Pejeta, privatnom rezervatu za divlje životinje. Ova jaja će biti oplođena smrznutom spermom koja je sakupljena od nekoliko severnih belih mužjaka nosoroga pre njihove smrti.

Dve preostale ženke, Najin i Fatu, više nisu sposobne da rađaju potomstvo. Nadžinove zadnje noge su preslabe da bi nosile trudnoću, a Fatu ima problema sa maternicom. Dakle, dobijeni embrioni iz oplođenih jajnih ćelija biće prebačeni u surogat majke.

Najpogodnija surogat majka bi bila južni beli nosorog jer je to najbliža srodna vrsta. Ali, postavljanje embriona severnog belog nosoroga u južnog belog nosoroga nije lak zadatak. Međutim, u maju 2023. postojale su obećavajuće vesti. Pored dodavanja još pet severnih belih embriona — što dovodi ukupan broj do 29 — dva divlja južna bela nosoroga su identifikovana kao odgovarajući surogati, jer još uvek mogu da zatrudne i mogu da nose trudnoća kroz.

Cilj proizvodnje novog teleta severnog belog nosoroga sada se čini realnijim nego ikada ranije.

Ponekad ljudi dovode u pitanje finansijska sredstva i trud utrošen na jednu vrstu, ali nauka koja stoji iza priče o nosorogu je mnogo veća. Svaka vrsta koja izumire ima ogromne posledice po ekosistem, a opstanak ljudi zavisi od resursa koje obezbeđuje ovaj isti ekosistem. Kao prepoznatljiva, impresivna i veličanstvena životinja, nosorozi svakako imaju ulogu vodećeg broda napora za očuvanje.

Dalje, zajednički napori na jednoj vrsti mogu pružiti naučna saznanja koja omogućavaju pristup očuvanju više vrsta. Ove tehnike ne bi spasile samo severnog belog nosoroga, već i druge vrste nosoroga, srodne vrste sa zajedničkim pretkom i sva druga stvorenja kojima je potrebna.

Uprkos velikim naučnim iskoracima u naporima da se spase severni beli nosorog, stopa uspeha transplantacije embriona praćena trudnoćom do termina je izuzetno niska. Paralelne inicijative koje se fokusiraju na različite pristupe očuvanju su neophodne da bi se osigurala budućnost ove vrste.

Dok BioRescue prikuplja zrela jajašca nakon hormonske stimulacije, projekat plodnosti nosoroga na Univerzitetu u Oksfordu u Velikoj Britaniji fokusira se na rastuće folikule, što su strukture koje se nalaze u jajniku i sadrže nezrelo jajne ćelije okružene sa nekoliko slojeva potpornih ćelija. Ove potporne ćelije pružaju signale i komponente neophodne za razvoj jajnih ćelija. Ideja je da se iskoristi mnogo veći potencijal jajnika prikupljanjem veoma malih folikula i uzgojem u petridiju u laboratoriji.

Ovo bi zaobišlo atreziju, što je degradacija folikula koja se javlja tokom prirodnog hormonskog ciklusa. Kao članica ovog projekta, jedna od nas, Ruth Appeltant, nadala se da ova metoda ima potencijal da brzo obezbedi ogroman broj in vitro uzgojenih oocita ili zrelih jajnih ćelija.

Nažalost, postalo je jasno da tkivo jajnika starijih nosoroga sadrži izuzetno malo ili nimalo oocita. Ova jaja su bila potrebna kao početni materijal za projekat. Bez jaja nema šta da raste. Tekući napori se sada traže da se uspostave načini za lokalizaciju i obradu nekoliko preostalih folikula u starom tkivu jajnika.

Ovo usko grlo dovelo nas je do oblasti tehnologija matičnih ćelija. U Centru za istraživanje gameta Univerziteta u Antverpenu u Belgiji, naša grupa ima za cilj da proizvodi jajašca izvan tela iz matičnih ćelija. Oni bi se mogli koristiti za očuvanje ugroženih vrsta poput nosoroga.

Projekat BioRescue i istraživačka grupa u zoološkom vrtu San Dijega u SAD takođe imaju za cilj proizvodnju veštačkih jaja iz telesnih ćelija prisutnih u tkivima.

Zajednička nit je pretvaranje ćelija u indukovane pluripotentne matične ćelije, koje su nezrele ćelije generisane iz zrelih ćelija, a koje se zauzvrat mogu diferencirati u jajašca. U stvari, ovaj proces može transformisati ćeliju kože u jaje. Procedura je do sada uspešno završena kod miševa i već bi mogla da obezbedi neku vrstu prekursora oocita u severnom belom nosorogu.

Sakupljanje oocita je zaista težak proces zbog tehničkih poteškoća u dolasku do mesta jajnika kod živih životinja. Napredne tehnike veštačke reprodukcije koje koriste ćelije tela, kao što su ćelije kože, uvode niz novih mogućnosti. Većina do sada uskladištenih bioloških uzoraka sastoji se od malih uzoraka kože, ali ne i od oocita.

Loša strana ovog pristupa je činjenica da naučnici prvo treba da uspeju da proizvedu matične ćelije u vrsti od interesa.

U Centru za istraživanje gameta Univerziteta u Antverpenu, ne samo da smo zainteresovani za razvoj tehnologija matičnih ćelija zasnovanih na indukovanim pluripotentnim matičnim ćelijama, već trenutno uspostavljamo in vitro gametogenezu—ili „in vitro stvaranje oocita“ tehniku— zasnovanu na matičnim ćelijama prisutan u jajniku. Zbog nedostatka tkiva ugroženih vrsta, svinju koristimo kao veliki životinjski model. Ovo će nam dati dublje znanje o tome kako pristupiti stvaranju jajnih ćelija od matičnih ćelija koje su već prisutne u životinji, nazvane endogene matične ćelije.

Kad nemamo jaja, napravimo ih. Kada imamo matične ćelije, hajde da ih koristimo. Istraživači sada znaju da uzorci pojedinaca severnih belih nosoroga koji se trenutno čuvaju u biobankama imaju dovoljno genetske varijabilnosti da uspostave održivu i održivu populaciju.

Pre deset godina, nikada ne bismo zamislili da se jaja mogu proizvesti iz drugih ćelija. Ovo postaje stvarnost koja nam daje nadu, motivaciju i energiju da spasemo severnog belog nosoroga.