Průlomový výzkum, publikovaný ve středu 4. července ve vědeckém časopise Nature Communications je naprosto klíčový pro záchranu nosorožců bílých severních - označovaných též jako nosorožci tuponosí severní - kteří jsou na samém pokraji vyhynutí. Vědci jsou o této šanci pro ohrožená zvířata přesvědčeni už řadu let.
„Jde o úplně první embrya nosorožců na světě, která byla vyvinuta v laboratoři. Existuje velká šance, že po jejich vložení do dělohy náhradní matky samice zabřezne,“ říká Thomas Hildebrandt, vedoucí oddělení Reprodukčního managementu Leibnizova institutu pro výzkum divokých a v zoo chovaných zvířat (IZW) v Berlíně.
U nosorožců je to vůbec poprvé, kdy se vědcům podařilo v laboratorních podmínkách dosáhnout raného stadia vývoje embrya, tedy blastocysty. Vědecký tým navíc dokázal z embrya nosorožců bílých jižních vytvořit linii kmenových buněk vykazující typické znaky embryonálních kmenových buněk.
Pomohly osvědčené techniky umělého oplodnění u koní
Mezinárodní skupina špičkových vědců dokázala úspěšně přenést techniky umělého oplodnění používané u koní a přizpůsobit je specifickým vlastnostem nosorožců. Nyní je nutné získat vajíčka z posledních dvou žijících samic nosorožce bílého severního. Vytvořené embryo poté vloží do dělohy náhradní matky - samice nosorožce bílého jižního, která ho donosí (na světě naštěstí žije populace zhruba 21 tisíc jedinců tohoto příbuzného druhu).
Na úvodním videu je zachyceno, jak jsou vědci schopni za použití nedávno patentovaného, téměř dva metry dlouhého nástroje, opakovaně a bezpečně odebírat vajíčka neboli oocyty ze samic nosorožců. Nástroj na bázi ultrazvuku je vsunut do samice přes rektální oblast a díky propojení s monitorem počítače prozradí přítomnost folikulu. V tu chvíli je aktivována tenká jehla, která projde do vaječníku a nasaje vajíčka z folikulu.
Připraveno a zmrazeno je několik embryí
Vajíčka byla dosud získávána ze samic bílého jižního nosorožce v několika evropských zoo včetně Dvora Králové a převážena do italské Avantey, světového lídra na poli asistované reprodukce pro velká zvířata.
Šance na čisté embryo nosorožců bílých severníchVýsledky jsou velmi slibné. Nyní se tedy odborníci chystají odjet do Keni a odebrat vajíčka přímo z posledních dvou samic bílých severních nosorožců, aby mohli vytvořit čisté embryo. „To vznikne spojením vajíčka a semene, tentokrát v obou případech z nosorožců bílých severních,” uvedl Thomas Hildebrandt. |
Právě v jejich laboratoři se podařilo vyvinout metody potřebné k dozrání vajíček a jejich oplodnění vpravením semene mikrojehlou do cytoplazmy vajíčka (tzv. technika ICSI). „Zatímco u skotu či koní fungují tyto metody řadu let, u nosorožců jsme teprve nyní poprvé úspěšně dosáhli blastocysty,“ vysvětlil Cesare Galli z Avantey v italské Kremoně.
„Pro oplodnění byly použity zmrazené vzorky semene z uhynulých samců bílých severních nosorožců. Následné úspěšné vytvoření hybridního embrya je zásadním krokem k narození prvního mláděte nosorožce bílého severního pomocí metod umělé reprodukce. Vlastně už v tuto chvíli pochází polovina genetických informací tohoto hybridního embrya z bílých severních nosorožců, což je úžasný úspěch,“ říká Přemysl Rabas, ředitel Safari Parku Dvůr Králové.
Právě ve Dvoře Králové se obě poslední žijící samice - Fatu a Najin - narodily. V současné době žijí v deponaci v keňské rezervaci Ol Pejeta, kam je Safari Park Dvůr Králové v roce 2009 převezl.
Zatím vědci uskutečnili v Evropě přes dvacet cvičných odběrů vajíček ze samic nosorožce bílého jižního, aktuálně pracují na vývoji metody pro vložení embrya do samice. Několik embryí je nyní zmrazeno a uchováno pro jejich budoucí vložení do náhradních matek.
Závod s časem aneb každá podpora pomáhá
Nosorožci bílí severní jsou nejohroženějšími savci planety. Veškeré snahy o jejich záchranu byly mařeny kvůli pytláctví, občanským nepokojům a úbytku přirozeného prostředí. To vše vyústilo v pokles populace z přibližně dvou tisíc jedinců v roce 1960 na poslední dvě samice, které dnes žijí v Keni. Letos v březnu totiž uhynul vlivem stáří úplně poslední samec tohoto druhu – Sudán.
Probíhající výzkum je proto naprosto průlomový. „Jsme svědky vývoje metod, díky kterým můžeme pomoci aspoň trochu vyrovnat negativní dopady lidské činnosti na přírodu. Jsme velmi vděční všem, kteří nám přispívají a pomáhají tak vyhrát tento závod s časem. Doufáme rovněž, že současný pokrok ve výzkumu přesvědčí jak více lidí, tak veřejných institucí, že právě toto je cesta, která si zaslouží jejich podporu,“ říká Jan Stejskal, vedoucí mezinárodních projektů Safari Parku Dvůr Králové.
Asistovaná reprodukce by nestačila, nadějí jsou kmenové buňky
Na světě zbývají poslední dvě samice nosorožce bílého severního, tedy pouze dvě dárkyně vajíček. Vzorky samčího semene určeného k oplodnění těchto vajíček jsou dostupné pouze ze čtyř jedinců. Pomocí metod asistované reprodukce jsou tedy vědci sice schopni vyvinout nové mládě, to by ovšem samo o sobě zřejmě nestačilo k vytvoření životaschopné populace tak, aby byla zachována její dostatečná genetická rozmanitost.
Proto vědci současně s vývojem metod umělé reprodukce pracují na vytvoření pohlavních buněk (tzv. gamet) z uchovaných tělních buněk nosorožců bílých severních, které byly získané už v minulosti. Hodně zjednodušeně řešeno z nich odborníci vytvoří tzv. pluripotentní kmenové buňky se schopností diferenciace, tedy přeměny na klasické tělní buňky, např. nervové buňky, buňky srdečního svalu nebo dokonce pohlavní buňky.
Na záchraně se lze podíletNejjednodušším způsobem, jak v České republice přispět na záchranu nosorožců bílých severních, je poslat finance na konto Wildlife, číslo účtu: 264350610/0300, které spravuje přímo Safari Park Dvůr Králové. Kromě podpory od Nadace ČEZ byl současný průlomový výzkum financován právě z příspěvků zaslaných na toto konto. |
„Dalším krokem je pak přeměna těchto zárodečných buněk na pohlavní buňky – vajíčko a spermii,“ vysvětlují náročný postup výzkumu kmenových buněk experti Sebastian Diecke z Centra Maxe Delbrücka pro molekulární medicínu pod Helmholtzovou asociací (MDC) v Berlíně a Katsuhiko Hayashi z Oddělení biologie a medicíny kmenových buněk na Univerzitě Kyushu v Japonsku. Tento postup by tak výrazně rozšířil genetickou variabilitu případné budoucí populace nosorožců bílých severních.
Kombinace výzkumu kmenových buněk s nově vyvinutou technologií umělého oplodnění tak nabízí cestu, jak zachránit kriticky ohrožené druhy savců. A to nejen nosorožců, jejichž populace se zmenšila natolik, že není možné zachování její genetické variability přirozeným způsobem.
„Pluripotentní kmenové buňky mají schopnost se samy neustále obnovovat a vyvinout se v jakoukoli jinou buňku v žijícím organismu. My v Avantee už umíme získávat embryonální kmenové buňky příbuzných nosorožců bílých jižních obsahující všechny vlastnosti nediferencované buňky s vysokou schopností se diferencovat, tedy vyvinout se v jakoukoli tělní buňku,“ přibližuje Cesare Galli.
Právě linie embryonálních kmenových buněk získané v rámci nyní publikovaného výzkumu byly převezeny do laboratoře Sebastiana Dieckeho, kde přispějí k diferenciaci indukovaných pluripotentních kmenových buněk v zárodečné buňky, případně v reprodukční buňky, takzvané gamety.
