Έρευνα: Νέα χρήση για τα περιττώματα ζώων βρήκαν επιστήμονες – Μπορούν να συμβάλουν στη διάσωση απειλούμενων ειδών

Από τις λεοπαρδάλεις του χιονιού μέχρι τις θαλάσσιες χελώνες, τα ζώα σε όλο τον κόσμο απειλούνται, με ορισμένους επιστήμονες να χαρακτηρίζουν τη μαζική απώλεια των άγριων ζώων τις τελευταίες δεκαετίες ως «βιολογική εξόντωση».

Τώρα οι ερευνητές διερευνούν αν μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα περιττώματα για να αξιοποιήσουν τη γενετική ποικιλομορφία των ζώων, σε ένα νέο σχέδιο που θα βοηθήσει στη διάσωση των ζωντανών οργανισμών που απειλούνται με εξαφάνιση.

Τι πληροφορίες παρέχουν τα περιττώματα των ζώων

Το σχέδιο που ονομάστηκε «ο ζωολογικός κήπος των κοπράνων» βασίζεται σε μια απλή

υπόθεση: εκτός από πλούσια σε άπεπτη τροφή, βακτήρια και χολή, τα περιττώματα περιέχουν επίσης κύτταρα από το πλάσμα που τα εναπόθεσε, τα οποία αποβάλλονται από την επένδυση του εντέρου τους.

Το κρίσιμο είναι ότι η έρευνα έχει δείξει ότι ορισμένα από αυτά τα κύτταρα μέσα στα κόπρανα είναι ακόμα ζωντανά – τουλάχιστον όταν η εναπόθεση είναι φρέσκια.

«Είναι σε πολύ, πολύ πρώιμο στάδιο», δήλωσε η καθηγήτρια Suzannah Williams του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης, η οποία ηγείται της ομάδας. «Αλλά μέχρι στιγμής αισθάνομαι πολύ θετικά», πρόσθεσε, σημειώνοντας ότι δεν έχουν απομονώσει ζωντανά κύτταρα μόνο από περιττώματα ποντικιών, αλλά και από ελέφαντα, αναφέρει δημοσίευμα του Guardian.

Η ελπίδα είναι ότι αυτά τα κύτταρα θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να βοηθήσουν στην ενίσχυση της γενετικής ποικιλομορφίας εντός των πληθυσμών, αυξάνοντας έτσι τις πιθανότητες επιβίωσης των ειδών.

Η προσέγγιση, γνωστή ως «γενετική διάσωση», μπορεί να λάβει διάφορες μορφές. Κατ’ αρχάς, το DNA από τα κύτταρα θα μπορούσε να αναλυθεί για να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν τη γενετική ποικιλομορφία των διαφόρων πληθυσμών, ενημερώνοντας τις διάφορες προσπάθειες διατήρησης. Το εν λόγω DNA είναι υψηλότερης ποιότητας εάν εξάγεται από κύτταρα που είναι ζωντανά.

Μεγάλα τα επιστημονικά οφέλη

Αν όμως τα κύτταρα από περιττώματα μπορούν να καλλιεργηθούν και να αναπτυχθούν, αυτό εγείρει μια άλλη πιθανότητα: τη δημιουργία ολόκληρων ζώων με τη χρήση σύγχρονων τεχνολογιών υποβοηθούμενης αναπαραγωγής.

Αυτές περιλαμβάνουν την κλωνοποίηση, ενώ ίσως ακόμη πιο συναρπαστική είναι η δυνατότητα επαναπρογραμματισμού των κυττάρων έτσι ώστε να έχουν την ικανότητα να γίνουν οποιοσδήποτε τύπος κυττάρου. Το σημαντικότερο είναι ότι η έρευνα σε ποντίκια έδειξε ότι τα κύτταρα αυτά μπορούν να μετατραπούν σε σπέρμα και ωάρια, πράγμα που σημαίνει ότι θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε τεχνικές τύπου εξωσωματικής γονιμοποίησης για την παραγωγή απογόνων.

«Αν χρησιμοποιήσετε αυγά και σπέρμα, μπορείτε να αξιοποιήσετε τη σεξουαλική αναπαραγωγή και όλο τον ανασυνδυασμό που συμβαίνει κατά τη διάρκεια αυτών των γεγονότων, και μπορείτε πραγματικά να αρχίσετε να δημιουργείτε τη δυνατότητα προσαρμογής στο περιβαλλοντικό στρες», δήλωσε η δρ Ashlee Hutchinson, η οποία είχε την ιδέα του ζωολογικού κήπου και είναι υπεύθυνη προγράμματος της Revive & Restore, με έδρα τις ΗΠΑ που χρηματοδοτεί το έργο.

Με απλά λόγια, με τη δημιουργία σεξουαλικών κυττάρων σε ένα εργαστήριο, είναι δυνατόν να αξιοποιηθεί η γενετική ποικιλομορφία ενός είδους χωρίς να χρειάζεται να συγκεντρωθούν μεμονωμένα ζώα – τα οποία μπορεί να βρίσκονται σε διαφορετικά μέρη του κόσμου ή να είναι με άλλο τρόπο απρόσιτα – ή να χρειαστεί να συλλεχθούν το σπέρμα και τα ωάριά τους.

Τα αναπρογραμματισμένα κύτταρα θα μπορούσαν επίσης να επιτρέψουν στους επιστήμονες να χρησιμοποιήσουν τεχνικές γονιδιακής επεξεργασίας για να κατανοήσουν, για παράδειγμα, τα γονίδια που εμπλέκονται σε ασθένειες της άγριας ζωής ή σε περιβαλλοντικές προσαρμογές – πληροφορίες που θα μπορούσαν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν για να δημιουργήσουν μεγαλύτερη ανθεκτικότητα σε ένα είδος, για παράδειγμα με τον έλεγχο των σεξουαλικών κυττάρων ή των εμβρύων για ορισμένα γονίδια, ή ακόμη και μέσω γονιδιακής επεξεργασίας.

Η γονιδιακή επεξεργασία διερευνάται ήδη από την εταιρεία Revive and Restore για να επαναφέρει ένα εξαφανισμένο είδος περιστεριού και από την εταιρεία βιοεπιστημών Colossal σε μια προσπάθεια να αναβιώσει το μαμούθ.

Μία βιοτράπεζα κυττάρων

Η κατάψυξη καλλιεργημένων κυττάρων σε υγρό άζωτο στους -196C σημαίνει ότι μπορούν να διατηρηθούν επ’ αόριστον, επιτρέποντας στο DNA που περιέχουν να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές που δεν έχουν ακόμη ονειρευτεί.

Η βιοτράπεζα κυττάρων και ιστών απειλούμενων ειδών, από σπέρμα και ωοθηκικό ιστό μέχρι κύτταρα δέρματος, για γενετική διάσωση έχει ήδη υιοθετηθεί από φιλανθρωπικά ιδρύματα και οργανισμούς, από την Nature’s Safe με έδρα το Ηνωμένο Βασίλειο μέχρι τον Frozen Zoo του Σαν Ντιέγκο, όπως αναφέρει ο Guardian.

Αλλά αυτό συνήθως συνεπάγεται τη λήψη κυττάρων ή ιστών από το ίδιο το ζώο, είτε ζωντανό είτε αφού έχει πεθάνει. Αντίθετα, η λήψη κυττάρων από κόπρανα είναι μη επεμβατική και δεν απαιτεί σύλληψη, αυξάνοντας τη δυνατότητα συλλογής τους ακόμη και από τα πιο άπιαστα πλάσματα – μια προσέγγιση που θα μπορούσε να επιτρέψει στους επιστήμονες να έχουν πρόσβαση σε μεγαλύτερη γενετική ποικιλομορφία μέσω της δειγματοληψίας άγριων πληθυσμών.

«Πρόκειται για το πώς μπορούμε, μαζικά, να συλλέξουμε ζωντανά κύτταρα σε όσο το δυνατόν περισσότερα είδη για να διατηρήσουμε την ποικιλομορφία που χάνουμε με τρομακτικό ρυθμό», δήλωσε η δρ Rhiannon Bolton, ερευνήτρια του προγράμματος από τον ζωολογικό κήπο του Τσέστερ, ένα φιλανθρωπικό ίδρυμα που συνεργάζεται στο πρόγραμμα.

Οι προκλήσεις

Όμως η προσέγγιση δεν είναι χωρίς προκλήσεις. Ο τεράστιος όγκος των περιττωμάτων που πρέπει να επεξεργαστεί είναι σημαντικός, ενώ όπως είναι φυσικό, τα κόπρανα δεν περιέχουν μόνο ζωικά κύτταρα και οργανικά απόβλητα.

«Πρόκειται για το πιο βακτηριοφόρο περιβάλλον από το οποίο θα μπορούσατε να συλλέξετε κύτταρα», δήλωσε η Williams. Η ομάδα εργάζεται ήδη σε μια λύση – χρησιμοποιώντας αραίωση για την απομάκρυνση των βακτηρίων.

«Στη συνέχεια καλλιεργούμε [τα ζωικά κύτταρα] σε αντιβιοτικά και αντιμυκητιασικά», τόνισε η Williams.

Αλλά ακόμη και αν τα ζωντανά κύτταρα μπορούν να απομονωθούν από τα περιττώματα και να καλλιεργηθούν, υπάρχουν εμπόδια που πρέπει να ξεπεραστούν προτού παραχθούν απόγονοι. Μεταξύ αυτών είναι η έλλειψη κατανόησης της αναπαραγωγικής φυσιολογίας πολλών ζώων, πράγμα που σημαίνει ότι η εστίαση, τουλάχιστον αρχικά, είναι πιθανό να γίνει σε καλά μελετημένα είδη.