Σύμφωνα με τη Διεθνή Ένωση για την Προστασία της Φύσης (International Union for Conservation of Nature, IUCN), πάνω από 47.000 είδη παγκοσμίως απειλούνται σήμερα με εξαφάνιση – μια επικείμενη απώλεια της παγκόσμιας βιοποικιλότητας και της συναφούς επιστημονικής γνώσης.
Το CryoZoo της Βαρκελώνης είναι ένα μοναδικό έργο διατήρησης βιολογικού υλικού απειλούμενων ειδών που, αντίστοιχα με την Κιβωτό του Νώε, στοχεύει να διασφαλίσει τη μακροπρόθεσμη επιβίωσή τους και να υποστηρίξει την έρευνα για τη βιοποικιλότητα. Το καινούργιο που φέρνει αυτή η βιοτράπεζα είναι η διευκόλυνση της μελέτης των απειλούμενων ζώων με μη επεμβατικό τρόπο.
«Παρότι εξακολουθούμε να έχουμε ζωντανούς εκπροσώπους των ειδών που απειλούνται με εξαφάνιση, πρέπει να δράσουμε για να διατηρήσουμε τη βιοποικιλότητά τους. Η πρόσβαση σε ζωντανά βιοϋλικά μας επιτρέπει να εμβαθύνουμε τη μελέτη σε αυτά τα ζώα χωρίς να ενοχλούμε τα άτομα που βρίσκονται σε αιχμαλωσία και να βρίσκουμε νέες λύσεις για τη διατήρησή τους», δήλωσε ο Tomàs Marquès-Bonet Καθηγητής στο Τμήμα Ιατρικής και Βιοεπιστημών του Πανεπιστήμιο Pompeu Fabra (UPF), ερευνητής στο Ινστιτούτο Εξελικτικής Βιολογίας (CSIC-UPF) και διευθυντής του CryoZoo.
Η ίδρυση του CryoZoo πιστώνεται στον Tomàs Marquès-Bonet, ο οποίος πρότεινε την ιδέα της δημιουργίας ενός «κρυο-ζωολογικού» κήπου στη Βαρκελώνη το 2018, καθώς δεν υπήρχε μια παρόμοια εγκατάσταση στην Ευρώπη. Ο Marquès-Bonet εμπνεύστηκε από τη βιοτράπεζα του Ζωολογικού Κήπου του Σαν Ντιέγκο στις ΗΠΑ, η οποία ήταν η πρώτη του είδους της στον κόσμο.
Ο μοναδικός «κρυο-ζωολογικός» κήπος στην Ευρώπη
Το Barcelona CryoZoo από το 2019 αποτελεί μέρος της βιοτράπεζας του Ζωολογικού Κήπου της Βαρκελώνης (μαζί με την Τράπεζα Ιστών στο Αυτόνομο Πανεπιστήμιο της Βαρκελώνης) και εξειδικεύεται στην αποθήκευση ζωικών κυτταρικών σειρών. Επί του παρόντος διαθέτει πάνω από 2.000 δείγματα από 297 διαφορετικά είδη, συμπεριλαμβανομένων ερπετών, θηλαστικών, αμφιβίων και ψαριών. Αλλά η αποστολή του CryoZoo εκτείνεται πολύ πέρα από την απλή αποθήκευση βιολογικού υλικού.
«Αυτό που κάνει το CryoZoo μοναδικό δεν μόνο ότι διατηρούμε κυτταρικές σειρές, αλλά ότι εκτελούμε ταυτόχρονα έναν πλήρη μοριακό χαρακτηρισμό, συμπεριλαμβανομένης της αλληλούχησης ολόκληρου του γονιδιώματος, του προφίλ των μεταγραφωμάτων (ποια γονίδια είναι ενεργά) και της χρωμοσωμικής χαρτογράφησης», εξήγησε η Cira Martínez, ερευνήτρια στο EMBL Barcelona, ενός ινστιτούτου που είναι εταίρος του έργου, και συντονίστρια του CryoZoo.
Τα παραπάνω μοριακά δεδομένα συνιστούν ένα αποθετήριο που είναι προσβάσιμο στην παγκόσμια επιστημονική κοινότητα (κατόπιν έγκρισης από την επιστημονική και δεοντολογική επιτροπή της CryoZoo), καθιστώντας το CryoZoo κορυφαίο συνεργάτη της Ομάδας Εργασίας Βιοτράπεζας Ζώων της Διεθνούς Ένωση Προστασίας της Φύσης (International Union for Conservation of Nature, IUCN), μαζί με ιδρύματα όπως ο Ζωολογικός Κήπος του Σαν Ντιέγκο. Η ύπαρξη ενός αποθετηρίου μοριακών πληροφοριών απομακρύνει την ανάγκη για επαναλαμβανόμενες αλληλεπιδράσεις με ζώα σε αιχμαλωσία.
Μέχρι σήμερα, το CryoZoo διατηρεί σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες (σε αυτό οφείλεται το πρόθεμα «cryo») περισσότερες από 350 κυτταρικές σειρές, συμπεριλαμβανομένων 7 σειρών επαγόμενων πολυδύναμων βλαστοκυττάρων (iPSC) που έχουν επαναπρογραμματιστεί από δείγματα ιστών,37 καρυότυπους και αλληλουχίες γονιδιώματος από 163 είδη.
Αυτά τα κύτταρα δεν θα χρησιμοποιηθούν για υποβοηθούμενη αναπαραγωγή απειλούμενων ειδών, υπό οποιεσδήποτε συνθήκες, μια πρακτική που οι ζωολογικοί κήποι απορρίπτουν, αλλά για την καλύτερη κατανόηση της βιολογίας αυτών των ζώων. Μια επιτροπή βιοηθικής αποφασίζει για την έρευνα που μπορεί να διενεργηθεί χρησιμοποιώντας τα κρυο-διατηρημένα κύτταρα στο CryoZoo.
Ο ζωολογικός κήπος της Βαρκελώνης διαθέτει ήδη μια τράπεζα ιστών και αναπαραγωγικών κυττάρων στην Κτηνιατρική Σχολή του Αυτόνομου Πανεπιστημίου (UAB) από το 2003. Αυτή η βιοτράπεζα περιέχει σήμερα 11.000 δείγματα από 284 είδη και από περίπου 30 διαφορετικούς ιστούς, όπως τρίχες, φτερά, πλάσμα αίματος, σάλιο, ούρα και κόπρανα.
Η προσπάθεια για τη διατήρηση των τοπικών ειδών και οικοσυστημάτων αποτελεί κορυφαία προτεραιότητα της έρευνας που προωθεί ο ζωολογικός κήπος της Βαρκελώνης, ο οποίος διαθέτει ετήσιο προϋπολογισμό περίπου 500.000 ευρώ σε επιστημονικά έργα.
Επιτυχημένες πρωτοβουλίες σε αυτόν τον τομέα περιλαμβάνουν την επανεισαγωγή της βίδρας στις λεκάνες Besòs και Ter, την ανάκτηση του φρύνου της Μαγιόρκας, που βρισκόταν στα πρόθυρα της εξαφάνισης, και το έργο για τη διάσωση του τρίτωνα Montseny, ο οποίος εκτρέφεται σε αιχμαλωσία στον ζωολογικό κήπο, μετά την περσινή επανεισαγωγή 300 ατόμων.
Πρόσφατη επιχορήγηση
Το CryoZoo, συλλέγει μια ποικιλία δειγμάτων για να διεξαγάγει έρευνα χρησιμοποιώντας τις πιο προηγμένες τεχνικές στη βιολογία, όπως η γονιδιωματική ή η υπολογιστική βιολογία. Πρόσφατα έλαβε επιχορήγηση από τον διεθνή οργανισμό Revive & Restore για την προώθηση της έρευνας σχετικά με τον επαναπρογραμματισμό βλαστοκυττάρων σε είδη άγριων ζώων. Αυτή η υποστήριξη θα επιτρέψει στο CryoZoo να κάνει ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στην παραγωγή και μελέτη σειρών βλαστοκυττάρων από είδη άγριων ζώων.
Ένας κεντρικός στόχος του CryoZoo είναι η παραγωγή iPSCs, επαγόμενων πολυδύναμων βλαστοκυττάρων από είδη άγριων ζώων, επιτρέποντας μελέτες in vitro που ελαχιστοποιούν την ανάγκη για έρευνα σε ζωντανά ζώα. Μέχρι σήμερα, οι τεχνικές επαναπρογραμματισμού κυττάρων βασίζονταν σε συνδυασμούς γονιδίων που έχουν ήδη αποδειχθεί αποτελεσματικοί στους ανθρώπους. Ως αποτέλεσμα, επιτυχημένες σειρές iPSC έχουν δημιουργηθεί μόνο από λίγα είδη στενά συγγενικά με τον άνθρωπο, όπως ορισμένα πρωτεύοντα θηλαστικά.
Τώρα, χάρη στη νέα χρηματοδότηση από το Revive & Restore, η ομάδα με επικεφαλής το UPF θα χρησιμοποιήσει εργαλεία μηχανικής μάθησης και τεχνητής νοημοσύνης για να αναλύσει τη γονιδιακή δραστηριότητα που εμπλέκεται στη διαδικασία κυτταρικού επαναπρογραμματισμού σε πολλά είδη. Αυτό θα επιτρέψει στους ερευνητές να εντοπίσουν ποια γονίδια είναι βασικά για τον επαναπρογραμματισμό της κυτταρικής μοίρας σε κάθε είδος και να αναπτύξουν προσαρμοσμένα ‘κοκτέιλ’ γονιδίων για τη δημιουργία βλαστοκυττάρων από άγρια και απειλούμενα είδη, με δείγματα ιστών που παρέχονται από διαπιστευμένους ζωολογικούς κήπους και ενυδρεία.
Με αυτήν την υποστήριξη, το CryoZoo ελπίζει να εντοπίσει, μέσα στα επόμενα δύο χρόνια, τα κρίσιμα γονιδιακά δίκτυα που απαιτούνται για τον επαναπρογραμματισμό κυττάρων από εξελικτικά μακρινά είδη, όπως τα δελφίνια ή οι καμηλοπαρδάλεις.
Αξίζει να αναφερθεί πως τα πιο πρόσφατα είδη που διέσωσε η βιοτράπεζα είναι ο Xenopus allofraseri ή ψευδοβάτραχος Fraser και το Neotrygon orientalis ένα μικρό, θαλάσσιο, τροπικό σαλάχι με χαρακτηριστικό το μεγάλο δίσκο και τα χρωματιστά σημάδια, το οποίο συναντάται στις περιοχές της Ινδονησίας, Μαλαισίας, Φιλιππίνων και της Ταϊβάν.
Το CryoZoo που φιλοδοξεί να γίνει η σημαντικότερη τράπεζα ζωικών κυτταρικών σειρών στην Ευρώπη αποτελεί μέρος του έργου Ciutadella del Coneixement, το οποίο στοχεύει στη μετατροπή της περιοχής γύρω από το πάρκο Ciutadella της Βαρκελώνης σε κόμβο για την τριτοβάθμια εκπαίδευση, την επιστήμη και την καινοτομία. Στο μέλλον, θα ενταχθεί στο συγκρότημα Mercat del Peix, το οποίο βρίσκεται υπό κατασκευή δίπλα στον ζωολογικό κήπο και αναμένεται να ολοκληρωθεί μέχρι τα τέλη του 2026.
