Bevarandearbeten stärks av framsteg inom bioteknik – Vita noshörningar är de senaste som drar nytta

Bioteknik för att rädda hela arter

Conservation of endangered species just got a sudden boost thanks to bioteknik. The scientists and conservationists consortium ‘BioRescues’ has recently achieved the world’s first pregnancy of a rhinoceros after an embryo transfer.

Detta förändrar helt landskapet för artbevarande, särskilt för de med låga reproduktionshastigheter, vilket är vanligt för stora djur som noshörningar. BioRescue, i samarbete med Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research, har under årtionden av forskning utvecklat ett sätt att överföra noshörningsembryon. Detta genombrott uppnåddes med en honlig sydlig vit noshörning. Även om det inte är ovanligt för jordbruksdjur som hästar eller kor, har tekniken först nyligen bemästrats för noshörningar.

Huvudmålet är dock de norra vita noshörningarna, av vilka endast två honindivider lever idag. Normalt skulle detta ha inneburit artens oundvikliga utrotning, även om de två sista exemplaren skyddades dag och natt i deras naturliga livsmiljö i Kenya.

Källa: BioRescue

Men BioRescue har lagrat celler från 12 olika norra vita noshörningar i flytande kväve och producerat samt bevarat 30 embryon av norra vita noshörningar. Efter framgången med embryotransfer för den sydliga vita noshörningen kan dessa 30 norra embryon överföras till sydliga surrogatmammor i djurparker.

Olycklig fördröjning & lovande utsikter

Surrogatmammans som användes som ett bevis på konceptet blev framgångsrikt dräktig med de överförda embryona och bar dem i 70 dagar. Tyvärr ledde ett utbrott av sporer från clostridia-bakterier, som uppstod på grund av kraftigt regn i noshörningsinhägnaden, till den dräktiga noshörningens död. Men en obduktion har visat att graviditeten hade 95 % chans att nå fullgång och att den olyckliga döden inte var relaterad till embryotransferen.

Detta innebär att BioRescue kan gå vidare med att hjälpa ett nytt norra vitt noshörningsbarn att födas minst ett år tidigare än planerat. Detta är också goda nyheter eftersom de två överlevande medlemmarna av arten fortfarande lever i det vilda och kan lära de yngre.

“Vi vill att avkomman ska leva tillsammans med Najin och Fatu i flera år för att lära sig sin arts sociala beteende.”

Så, även om surrogatmammans död var en tragedi, bör den inte hindra de brådskande insatserna för att rädda de norra vita noshörningarna från utrotning.

Utvidgning av bevarandearbeten

Framsteg inom cellulär bioteknik har gjort byggandet av biobanker för hotade arter till en nyckeldel i bevarandearbetet. Som vi såg kan det användas för att rädda populationer från utrotning, som i fallet med de vita noshörningarna. Men det kan också användas för att lagra genetisk mångfald, vilket minskar riskerna för inavel och sårbarhet för sjukdomar i framtida populationer.

Beroende på situationen kan det vara så enkelt som stora biobanker med fruset spermier. Eller mer komplexa biobanker med ägg, embryon och andra vävnader. Ju mer komplex provet är, desto mer komplex blir processen också, där fruset spermie bara kräver artificiell insemination, medan ägg och embryon kräver förståelse för effektiv IVF och embryotransferprotokoll för varje art i synnerhet.

Fertilitetsbehandling kan också vara en nyckeldel för att få den befintliga populationen att föröka sig snabbare. Tyvärr, “till exempel är reproduktionsbiologi väl förstådd för endast cirka 0,25 % av världens 40 000 ryggradsdjur”. Så bör insatser för att förbättra vår förståelse, särskilt av högprioriterade hotade arter, göras.

(du kan läsa en detaljerad syntes av dessa teknologier och deras begränsningar i artikeln “Biotechnologies for wildlife fertility preservation”).

Artåteruppståndelse

Forskare överväger också att gå ännu längre. Vad om de kunde återuppliva utdöda arter?

BioRescue överväger att göra just det med sumatranoshörningen, en art vars sista exemplar dog 2019. År 2022 har Max Delbrück Center i Berlin framgångsrikt odlat stamceller och mini-hjärnor från dess hudceller.

Målet med denna forskning är att omvandla proverna till äkta stamceller. De kan sedan omvandlas till spermie- och äggceller och användas för in vitro-fertilisering. Dessa laboratorieodlade embryon kan sedan växa med surrogatmammor från andra arter, och sumatranoshörningen kan “återupplivas”.

Denna metod skulle kunna utökas ännu mer än de nyligen spännande arterna.

Människan har varit ansvarig för utdöendet av många djurarter, sedan förhistorisk tid. Överjakt anses vara en, om inte den avgörande, faktorn i utdöendet av arter som den ulliga mammuten. Dessa utdöenden har bestående skadat ekosystem som tundran eller Australien, utan att någon art ännu kunnat fylla den tomma ekologiska nischen som lämnats av de överjagade.

Företaget Colossal strävar efter att göra detta koncept av “de-utdöende” till verklighet, tack vare 225 miljoner dollar i finansiering. Genom att använda DNA från frysta mammutkroppar och CRISPR-genredigeringsteknik hoppas de kunna modifiera den asiatiska elefantens genom till något som liknar de historiska mammuterna. Med tanke på att företagets vetenskapliga satsning leds av George Church, som var en pionjär inom genomsekvenseringsmetoder, chipbaserade DNA-bibliotek, genredigering och stamcellsingenjörskonst, kan detta vara mindre avlägset än det verkar.

Källa: Colossal

Så medan ett Jurassic Park-scenario sannolikt aldrig blir möjligt (eftersom vi inte har dinosaurie-DNA tillgängligt, eller en nära släkting som vi skulle kunna konstruera som med mammuter), kan ett Mammutpark vara något vi ser under de kommande årtiondena. Och andra arter också, med Colossal som tittar på de-utdöende-projekt för tasmaniska tigrar och dodo-fåglar.

Investera i bevarande

1. Noshörningsobligation

Also called the Wildlife Conservation Bond (WCB), this five-year, $150 million sustainable development bond is backed by the World Bank’s International Bank for Reconstruction and Development (IBRD). This bond is looking at boosting conservation efforts for the black rhinoceros in South Africa.

Avkastningen på dessa obligationer är knuten till framgång eller misslyckande av bevarandearbetet. Om noshörningspopulationen förblir oförändrad eller minskar får investerarna bara tillbaka huvudbeloppet vid förfall. Om den lyckas (noshörningspopulationen växer med mer än 4 %) betalas räntan av Global Environment Facility (GEF).

Källa: World Bank

Stödet från Världsbanken och GEF, kontroll av internationella organ, och emissionen av obligationen av Credit Suisse och Citi gör ”noshörningsobligationen” till en ganska unik finansiell produkt. En där investerare kan söka säkra (och måttliga) avkastningar, med vetskapen att de också bidrar till att rädda en hotad art. Vi skulle kunna föreställa oss en liknande metod för den vita noshörningen.

Andra typer av ”gröna obligationer” fokuserade på ekosystem och bevarande finns också, med ett bra urval listat av Green Finance Institute.

Källa: Green Finance Institute

Mer spekulativt skulle vi också kunna föreställa oss ett ”vinstdrivet ägande” av hotade arter eller enskilda djur i framtiden, där intäkter från turism och viltfond kan omvandlas till en stabil, obligationsliknande inkomst.

Vissa företag rör sig i den här riktningen. Till exempel Nature Investment Group (NIP), som investerar i hållbara markbaserade ekonomiska modeller i Afrika för att förbättra bevarandet av mark och vildliv i närliggande områden och investera i vinstdrivna projekt inom turism, skogsbruk, jordbruk, koldioxidinfångning och andra projekt som förenar investering och naturskydd.

2. Ginkgo Bioworks

Företaget producerar skräddarsydda organismer på begäran för specifika tillämpningar. Det har diversifierat sina tillämpningar brett med många forskningsprogram och partnerskap:

• Cannabinoider
• produktion av mRNA-vacciner och nukleinsyramedicin
• Livsmedelsproteiner
• Biologisk gödningsproduktion i samarbete med Bayer
• Programmerbara mikrober för mag-tarmsjukdomar
• Bioremediering av mikroplaster
• Biotäkerhet och patogenupptäckt
• Återvinning av avfall och föroreningar

Det genererar pengar genom att först få förskottsbetalning för utvecklingsprocessen och sedan genom royalties på den färdiga produkten.

Företaget har varit i framkant av innovation när det gäller att konstruera nya organismer och utveckla tekniker för nya djur och växter. Detta placerar dem i en stark position att potentiellt bidra till bevarandearbetet och utveckla nya metoder för att föröka hotade arter, inte bara stora djur utan även växter och till och med mikrobiomer.

3. Zoetis

Zoetis är ett tidigare dotterbolag till Pfizer (PFE ) som har avknoppats och fokuserar på djurhälsa. Detta ger dem djup insikt i fertilitet och avel av flera djurarter, särskilt jordbruksdjur.

Insikterna från forskning om boskapsfertilitet från företag som Zoetis används nu av bevarandearbetare för att artificiellt avla vilda djur som noshörningar.

4. Elanco

Elanco är ett företag för veterinärprodukter som täcker ett brett spektrum av djur, inklusive husdjur, boskap och fisk. På samma sätt som Zoetis gör detta Elanco till en bra partner för bevarandearbetet, med produkter som kan anpassas för hotade arter.

Andra bioteknikföretag

Vissa bioteknikföretag innoverar snabbt inom fertilitetsområdet, vanligtvis med fokus på kvinnors hälsa. Till exempel Organon (OGN) eller INVO Biosciences (INVO).

Det finns andra relevanta företag som är aktiva inom stamcells- och/eller genredigeringsteknik, vilka, som vi såg, snart kan användas för att återuppliva döda arter eller ge extra genetisk mångfald till små populationer av hotade arter. Detta inkluderar till exempel, Lineage Cell Therapeutics (LCTX )  (LCTX), Editas Medicine (EDIT )  (EDIT), eller CRISPR Therapeutics (CRSP )  (CRSP).