Άγριες γάτες για το μέλλον;
Σε μια εποχή όπου οι σκύλοι και οι γάτες ζουν ως μέλη της οικογένειας και η βιομηχανία κατοικίδιων ζώων είναι μια αγορά δισεκατομμυρίων, οι άγριοι πρόδρομοι αυτών των οικόσιτων ειδών αντιμετωπίζουν την πιο δύσκολη περίοδο της ύπαρξής τους. Καθώς το πρόσφατα βαφτισμένο Anthropocene βρίσκεται σε εξέλιξη, το ίδιο συμβαίνει και με ένα άλλο γεγονός μαζικής εξαφάνισης που επεκτείνεται σε πολλά είδη της παγκόσμιας βιοποικιλότητας, αλλά με ιδιαίτερα σοβαρό αντίκτυπο στα είδη άγριων γατών.
Αυτή η τάση έχει ήδη παρατηρηθεί από ειδικούς στην επιστήμη της αναπαραγωγής των ζώων από τη δεκαετία του 1970, όταν οι οικολόγοι άρχισαν να μελετούν και να αναπτύσσουν βιοτεχνολογίες αναπαραγωγής για την υποστήριξη των άγριων ειδών. Λαμβάνοντας υπόψη το περίπλοκο σενάριο της κλιματικής αλλαγής και τους αμείλικτους αριθμούς (σήμερα, υπάρχει το 3% του αριθμού των τίγρεων που υπήρχαν στο 1900/Έκθεση Ζωντανού Πλανήτη 2014 WWF) κάτι πρέπει να γίνει. Όλα τα είδη γατών βρίσκονται σε κάποιο βαθμό υπό εξαφάνιση (Κόκκινη Λίστα της IUCN). Η βιοτεχνολογία έχει γίνει βασικό στοιχείο για την αντιμετώπιση της τεράστιας πρόκλησης της προστασίας της βιοποικιλότητας του κόσμου. Η Κιβωτός του Νώε του 21ου αιώνα βρίσκεται σε πλήρη κατασκευή.
Το όραμα για αυτό το σύνολο ερευνητικών προσπαθειών για την ανάπτυξη της αναπαραγωγικής βιοτεχνολογίας είναι ότι μια μέρα, αυτές οι τεχνικές θα μας επιτρέψουν να χειριστούμε τους γαμέτες ενός είδους, να τους παγώσουμε, να παράγουμε έμβρυα και τελικά να παγώσουμε ή να μεταφέρουμε αυτά τα έμβρυα σε θηλυκά λήπτες. Έχουν ήδη γίνει πολλά, αλλά ορισμένες τεχνικές βρίσκονται ακόμα σε φάση βελτίωσης. Όσον αφορά τα αρσενικά άγριων γατών, έχουν γίνει μεγάλες πρόοδοι και σήμερα είναι δυνατό να παγώσουν εκατομμύρια σπερματοζωάρια, να αποψυχθούν και να χρησιμοποιηθούν για γονιμοποίηση. Υπάρχουν ακόμη πολλά κατεψυγμένα δείγματα από ζώα που πέθαναν πριν από δεκαετίες.
Στην περίπτωση των γυναικών, η κατάσταση είναι εντελώς διαφορετική. Η κατάψυξη και η δυνατότητα χειρισμού και χρήσης μεγάλου αριθμού θηλυκών γαμετών, των αρχέγονων ωοθυλακίων των ωοθηκών παραμένει μια επιστημονική πρόκληση. Αυτό σημαίνει ότι έχουμε μόνο την πλευρά XY των εμβρύων και δεν μπορούμε να κρατήσουμε το υλικό XX, τους γαμέτες από τα θηλυκά. Τα πρωτόκολλα που αναπτύχθηκαν προηγουμένως για την κατάψυξη του ιστού του φλοιού των ωοθηκών με την τεχνική της αργής κατάψυξης εξακολουθούν να μην έχουν εκφραστικά αποτελέσματα και απαιτούν τη χρήση ακριβού και ευαίσθητου εξοπλισμού, περιορίζοντας τις εφαρμογές του σε πολλές περιοχές.
Με βάση αυτές τις προϋποθέσεις, προσθέτουμε ένα πεδίο πραγματικότητας, το οποίο στη Βραζιλία περιλαμβάνει μεγάλες αποστάσεις, κακούς δρόμους και ζωολογικούς κήπους που δεν είναι εξοπλισμένοι για τη διατήρηση αυτού του υλικού μετά το θάνατο των ζώων και, σε πολλά μέρη, απέχουν πολύ από ερευνητικά κέντρα. Ταυτόχρονα, είναι απαραίτητο να αξιολογηθεί ο αντίκτυπος του χρόνου μεταφοράς αυτού του υλικού υπό την ποιότητα που απαιτείται για τα κατεψυγμένα αρχέγονα ωοθυλάκια των ωοθηκών. Συνοψίζοντας, ήταν επιτακτική ανάγκη να αναπτυχθεί ένα πρωτόκολλο που θα επέτρεπε τη συλλογή ωοθηκών άγριων θηλυκών αιλουροειδών που πεθαίνουν σε διάφορες περιοχές της Βραζιλίας και τη μεταφορά τους με ασφάλεια σε ερευνητικά κέντρα. Ήταν επίσης επείγον να βελτιωθεί ή να προσαρμοστεί ένα πρωτόκολλο κατάψυξης για αυτό το υλικό, το οποίο θα ήταν εφικτό ακόμη και σε πολύ βασικά εργαστήρια όπου αυτό το υλικό θα μπορούσε να παρασκευαστεί, να γυαλιστεί και να αποθηκευτεί σε υγρό N2 για μελλοντική χρήση.
Η ιδέα ήταν να προσπαθήσουμε να λύσουμε το πρόβλημα της μεταφοράς των θηλυκών γονάδων και της κρυοσυντήρησης του ιστού του φλοιού των ωοθηκών από τα αιλουροειδή. Η μεθοδολογία έπρεπε να προσομοιώσει τη μεταφορά των ωοθηκών της γάτας για μεγάλες αποστάσεις (έως 24 ώρες στους 5ºC), πριν ανατομεί τον φλοιό των ωοθηκών και υαλοποιήσει μικρά κομμάτια ιστού γεμάτα με προεντρικά ωοθυλάκια ωοθηκών και, μετά την απόψυξή τους, ανακτήσει πολλά ζωντανά προαντρικά ωοθυλάκια.
Με υποτροφία CNPq και υπό την καθοδήγηση της καθηγήτριας Δρ. Maria Denise Lopes, μιας από τις πρωτοπόρους στην έρευνα για την αναπαραγωγή άγριων αιλουροειδών στη Βραζιλία, μπορέσαμε να δημιουργήσουμε μια συνεργασία μεταξύ του FMVZ/UNESP του Botucatu και του Berlin Zoo IZW Leibniz Institut, και μπορέσαμε να εγκρίνουμε άλλη μια Υποτροφία για διδακτορικό σάντουιτς μέσω του προγράμματος Επιστήμη Χωρίς Σύνορα. Πέταξα στο Βερολίνο τον Μάρτιο του 2013 για να αναπτύξω έρευνα υπό την επίβλεψη της Δρ. Katarina Jewgenow, μιας από τις πιο επιφανείς επιστήμονες της αναπαραγωγής αιλουροειδών.
Στη βιβλιογραφική μας ανασκόπηση, βρήκαμε ένα άρθρο από τη Vitoria Keros το οποίο χρησιμοποιούσε με επιτυχία μια τεχνική υαλοποίησης σε γυναίκες, διατηρώντας με επιτυχία τους ιστούς του φλοιού των ωοθηκών. Αυτή η έρευνα έγινε με νεαρές γυναίκες πριν υποβληθούν σε ογκολογική θεραπεία προκειμένου να διατηρηθεί η γονιμότητά τους μετά τη θεραπεία. Το άρθρο δεν συσχέτιζε ότι τα δείγματα ωοθηκών παρήγαγαν έμβρυα και μωρά μετά την υαλοποίηση, αλλά αποδείχθηκε ότι ο υαλοποιημένος φλοιώδης ιστός των ωοθηκών από γυναίκες έλαβε καλύτερα μορφολογικά αποτελέσματα από την κλασική τεχνική της αργής κατάψυξης.
Μετά από μια ανασκόπηση, κάναμε μερικά πειράματα πιλότων, προσαρμόσαμε αυτήν την τεχνική Keros για γάτες και συντάξαμε τα πειράματά μας για να προσπαθήσουμε να πετύχουμε τους στόχους μας. Σε ένα χρόνο εργασίας, πραγματοποιήσαμε τρία πειράματα που μας βοήθησαν να προωθήσουμε και να επικυρώσουμε μια τεχνική υαλοποίησης του φλοιού των ωοθηκών για τις αιλουροειδείς, η οποία μας επέτρεψε να βρούμε ζωντανά προεντρικά ωοθυλάκια σε έναν φλοιό των ωοθηκών, ακόμη και μετά τη μεταφορά για έως και 24 ώρες στους 5°C. μετά την υαλοποίηση του ιστού του φλοιού των ωοθηκών. Τα πειράματα ήταν:
- Επικύρωση του ουδέτερου κόκκινου ως βιοδείκτη για τα προεντρικά ωοθυλάκια σαρκοφάγων.
- Υαλοποίηση του φλοιού των ωοθηκών οικόσιτων γατών (Felis catus) μετά από 24ωρη μεταφορά
- Σύγκριση μεταξύ αργής κατάψυξης και υαλοποίησης του φλοιού των ωοθηκών ενός θηλυκού λιονταριού (Panthera leo) ακολουθούμενη από καλλιέργεια in vitro για μια σύντομη περίοδο μετά την υαλοποίηση.
Αυτή η έρευνα έφερε αποτελέσματα και στρατηγικές πληροφορίες που θα έχουν θετικό αντίκτυπο στις στρατηγικές διατήρησης των άγριων σαρκοφάγων.
Στο πείραμα 1, το Neutral Red επικυρώθηκε προκειμένου να χρησιμοποιηθεί ως βιοδείκτης για προεντρικά σαρκοφάγα ωοθυλάκια. Γιατί είναι αυτά τα καλά νέα; Επειδή η συντριπτική πλειονότητα των τεχνικών που μας επιτρέπουν να αξιολογήσουμε τη βιωσιμότητα των προεντρικών ωοθυλακίων που εισάγονται στον φλοιό των ωοθηκών απαιτούν τον θάνατο του ιστού για να πούμε, μετά την ανάλυση, εάν αυτός ο ιστός θα ήταν ζωντανός ή όχι. Μέσω της χρήσης μορφολογικών και μοριακών παραμέτρων, εξήχθησαν συμπεράσματα για το εάν τα αρχέγονα κύτταρα του ωοθυλακίου ήταν ζωντανά ή νεκρά. Το Neutral Red μας επιτρέπει να κάνουμε αυτήν την αξιολόγηση χωρίς κυτταρικό θάνατο και, επομένως, το σύνολο των αρχέγονων ωοθυλακίων που υπάρχουν στο δείγμα ιστού μπορεί, αφού αξιολογηθεί η βιωσιμότητά του, να χρησιμοποιηθεί για κρυοσυντήρηση ή άλλους σκοπούς.
Το μεγάλο πλεονέκτημα αυτής της τεχνικής είναι ότι θα επιτρέψει τη σειριακή ανάλυση του ίδιου συνόλου ωοθυλακίων κατά μήκος της γραμμής χρόνου. Αυτή η τεχνική ανοίγει πολλές δυνατότητες για πειραματικά σχέδια που περιλαμβάνουν αρχέγονη ωοθυλακική έρευνα και τη δοκιμή πρωτοκόλλων in vitro που στοχεύουν σε διαφορετικούς στόχους. Το πρωτόκολλο που αναπτύξαμε επικυρώθηκε για 5 είδη σαρκοφάγων. Αυτό το έργο έλαβε Τιμητική Μνεία στο Συνέδριο της Λατινικής Αμερικής για την Αναπαραγωγή των Ζώων το 2015 στο Σαντιάγο της Χιλής.
Το πείραμα 2 ήταν η καρδιά της έρευνας και δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Cryobiology το 2018. Χρησιμοποιούμε ιστολογικές και υπερδομικές αναλύσεις σε συνδυασμό με το Neutral Red για τη μέτρηση της βιωσιμότητας του κυττάρου (προεντρικού ωοθυλακίου). Σε αυτή την έρευνα, καταφέραμε να αποδείξουμε ότι είναι δυνατή η μεταφορά ωοθηκών αιλουροειδών για έως και 24 ώρες στους 5 °C και η ανατομή και η υαλοποίηση του ιστού του φλοιού των ωοθηκών χρησιμοποιώντας ένα πρωτόκολλο που αναπτύχθηκε για τον άνθρωπο. Δείξαμε επίσης ότι μετά την απόψυξη αυτού του δείγματος, είναι δυνατό να ληφθεί ένας ιστός με εκατοντάδες βιώσιμα αρχέγονα ωοθυλάκια. Για πρώτη φορά, αποδείχθηκε ότι είναι δυνατή η εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας σε φλοιό αιλουροειδών χρησιμοποιώντας χαμηλού κόστους και εξαιρετικά προσαρμοστικές τεχνικές για συνθήκες πεδίου. Αυτά τα αποτελέσματα ανοίγουν τη δυνατότητα έναρξης μιας γενετικής τράπεζας για θηλυκά άγριων αιλουροειδών σε μια προσπάθεια να ελαχιστοποιηθεί η μεγάλη γενετική διάβρωση που βρίσκεται σε εξέλιξη, αποθηκεύοντας το πολύτιμο γενετικό υλικό του είδους της άγριας γάτας για χρήση στο μέλλον.
Τέλος, στο πείραμα 3, μπορέσαμε να εφαρμόσουμε τις αναλύσεις Neutral Red και τις υπερδομικές αναλύσεις και το πρωτόκολλο υαλοποίησης προσαρμοσμένο στον άνθρωπο (που αναπτύχθηκε στα πειράματα 1 και 2) σε 4 ωοθήκες λιονταριών από τον ζωολογικό κήπο της Κοπεγχάγης. Προσθέσαμε σε αυτή την έρευνα τη σύγκριση των αποτελεσμάτων μεταξύ πρωτοκόλλων υαλοποίησης και αργής κατάψυξης. Μετά την απόψυξη, υποβάλαμε αυτά τα δείγματα σε περίοδο 7 ημερών in vitro επώασης. Μετά από μία εβδομάδα, επανεκτιμήσαμε όλα τα δείγματα. Τα αποτελέσματα ήταν εντυπωσιακά. Μετά από 7 ημέρες in vitro, μόνο τα αποψυγμένα δείγματα από το πρωτόκολλο υαλοποίησης είχαν εκατοντάδες ζωντανά αρχέγονα ωοθυλάκια, ενώ τα δείγματα βραδείας κατάψυξης δεν είχαν κανένα. Με αυτόν τον τρόπο, αποδείξαμε ότι η υαλοποίηση, μια φορητή και χαμηλού κόστους τεχνική (σε σύγκριση με την αργή κατάψυξη), είναι πιο αποτελεσματική από την αργή κατάψυξη. Εάν κλιμακώσουμε αυτό το πρωτόκολλο για τους ζωολογικούς κήπους και τους οικολόγους γενικά, θα επιτρέψει την παγκόσμια ενίσχυση αυτής της στρατηγικής τράπεζας γονιδίων με τη συλλογή αυτού του πολύτιμου γενετικού υλικού από άγρια είδη αιλουροειδών που απειλούνται με εξαφάνιση. Αυτά τα δεδομένα δεν έχουν ακόμη δημοσιευθεί.
Όλα αυτά είναι πολύ καλά νέα, αλλά στην πραγματικότητα, η βιοτεχνολογία δεν θα αντικαταστήσει ποτέ τη φυσική τεχνολογία της αναπαραγωγής των ειδών. Ακόμη και η βιοτεχνολογία δεν θα κάνει καμία διαφορά εάν οι στρατηγικές διατήρησης δεν είναι προσανατολισμένες προς τη διατήρηση πληθυσμών σε ελεύθερες και φυσικές περιοχές που είναι στρατηγικές για τη βιοποικιλότητα, όπως ο Αμαζόνιος. Σήμερα, αυτού του είδους το εργαλείο είναι σημαντικό λόγω της οριακής κατάστασης που αντιμετωπίζουμε, βυθισμένοι σε ένα γεγονός μαζικής εξαφάνισης. Αυτό που αναμένεται να είναι το πραγματικό επίκεντρο της διατήρησης είναι μια ευρεία αλλαγή στον τρόπο με τον οποίο σχετιζόμαστε με τη φύση.
Σεβαστείτε το. Να είστε ευγνώμονες για αυτό. Είμαστε μέρος της αλυσίδας ζωής και δεν θα μπορούσαμε να ζήσουμε μόνοι σε αυτόν τον πλανήτη. Αυτή η συνείδηση πρέπει να σπείρεται στα σχολεία, να διαχέεται στις καταναλωτικές μας συνήθειες και να οδηγεί την αγορά και την κοινωνία προς μια πιο αλληλέγγυα οικονομία — πιο πράσινη και με χαμηλές εκπομπές άνθρακα.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Cat preantral follicle survival after παρατεταμένη ψυχρή αποθήκευση ακολουθούμενη από υαλοποίηση, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Cryobiology. Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Jorge Luis Araújo Martins, Maria Denise Lopes, Fabiana Ferreira de Souza και Fabio Sossai Possebon από το UNESP και τους Gudrun Wibbelt και Katarina Jewgenow από το Leibniz-Pearch and Wildle.
Αναφορές:
- JEWGENOW, K.; WIEDEMANN, C.; BERTELSEN, M. F.; RINGLEB, J. Κρυοσυντήρηση ωοθηκών και ωοκυττάρων θηλαστικών. International Zoo Yearbook, v.45, p.124-132, 2011.
- ΚΕΡΟΣ, V.; XELLA, S.; HULTENBY, Κ.; PETTERSSON, Κ.; SHEITKHIN, Μ.; VOLPE, Α.; HREINSSON, J.; HOVATTA, O. Υαλοποίηση έναντι κατάψυξης ελεγχόμενου ρυθμού στην κρυοσυντήρηση ανθρώπινου ωοθηκικού ιστού. Hum Reprod , τ. 24, σ. 1670-83, 2009.
- LUVONI, G. C.; TESSARO, Ι.; APPARICIO, M.; RUGGERI, Ε.; LUCIANO, Α. Μ.; ΜΟΝΤΙΝΑ,Σ. Γ. Επίδραση της υαλοποίησης του φλοιού των ωοθηκών της γάτας στην ποιότητα και ικανότητα των ωοθυλακίων και των ωαρίων. Reprod Domest Anim , τ.47, σ.385-91, 2012.
