Dues de les institucions del Parc de Recerca Biomèdica de Barcelona (PRBB), EMBL Barcelona i MELIS-UPF, s’han associat amb la Fundació Zoològic de Barcelona i el Museu de Ciències Naturals de Barcelona per crear el CryoZoo de Barcelona, un projecte que va començar fa quatre anys amb l’objectiu de preservar i comprendre millor la biodiversitat del planeta.
El CryoZoo emmagatzema línies cel·lulars d’espècies en perill d’extinció per garantir la seva supervivència a llarg termini, així com per donar suport a la recerca sobre la biodiversitat.
Actualment, el projecte ha rebut més de 2.000 mostres de 304 espècies, procedents de zoològics europeus i d’espècies del Museu de Ciències Naturals. “Depenent de l’espècie i la disponibilitat, hem rebut mostres de pell, tràquea, ulls o òrgans interns en el cas d’animals morts, així com algunes mostres de sang”, explica Cira Martínez, investigadora del Laboratori Europeu de Biologia Molecular de Barcelona (EMBL Barcelona) i coordinadora del CryoZoo.
Integrar la biotecnologia en les pràctiques de conservació
Els veterinaris dels zoològics i centres de fauna silvestre col·laboradors s’encarreguen de recollir les mostres dels animals i enviar-les al PRBB per al seu processament i conservació. Aquí, l’equip de CryoZoo, que inclou personal tant de MELIS-UPF com d’EMBL, es posa mans a l’obra.
Un cop arriben les mostres, es processen amb l’objectiu de generar línies cel·lulars primàries, normalment fibroblasts, tot i que de vegades això resulta complicat. “La generació de línies cel·lulars a partir de determinades espècies (especialment amfibis) es pot considerar en si mateixa un projecte d’investigació, ja que encara hi ha moltes espècies per a les quals mai s’han establert amb èxit línies cel·lulars estables”, afirma Martínez.
A continuació, aquestes línies se sotmeten a una caracterització molecular completa, com la seqüenciació del genoma complet —incloses espècies que mai abans s’han seqüenciat— i el cariotipat. Alhora, els investigadors preparen reserves de cèl·lules i les criopreserven en nitrogen líquid a les instal·lacions criogèniques del PRBB, per al seu emmagatzematge a llarg termini.
El Cryozoo forma part del projecte Org.One, que se centra en la seqüenciació d’espècies en perill d’extinció per a les quals no existeixen dades genòmiques o per a les quals les dades existents són incompletes.
“Mentre encara tinguem representants vius d’aquestes espècies en greu perill d’extinció, hem d’actuar per preservar la seva biodiversitat”, afirma sobre l’objectiu d’aquesta iniciativa Tomàs Marquès-Bonet, investigador de l’Institut de Biologia Evolutiva (IBE: CSIC-UPF) i del Departament de Medicina i Ciències de la Vida (MELIS-UPF) i director del CryoZoo.
Fins ara, el CryoZoo ha conservat més de 350 línies cel·lulars, 37 cariotips i seqüències genòmiques de 163 espècies. Aquestes dades moleculars, així com tot el material genètic generat i emmagatzemat en el biobanc del CryoZoo, formen un repositori accessible per a la comunitat científica mundial (prèvia aprovació del comitè científic i ètic del CryoZoo, per garantir la qualitat científica i l’ús ètic del material). De fet, ja han aprovat diverses sol·licituds d’investigadors que volen accedir al material genètic del CryoZoo.
Inversió en iPSC
El projecte ha rebut ara una subvenció de l’organització de conservació de la vida silvestre Revive & Restore – una de les tres úniques subvencions concedides a tot el món en aquest àmbit – per obtenir cèl·lules mare pluripotents induïdes (iPSC) d’espècies animals silvestres.
“Les cèl·lules mare pluripotents induïdes, juntament amb les línies cel·lulars primàries, són eines poderoses perquè ens permeten crear models in vitro de diferents teixits i processos biològics. Això significa que podem estudiar espècies en perill d’extinció a nivell cel·lular i molecular sense necessitat d’experimentar amb animals vius, la qual cosa afavoreix directament el benestar animal, un aspecte fonamental quan es treballa amb espècies rares o amenaçades”, explica Martínez.
La generació d’iPSC a partir d’ espècies en perill d’ extinció permetria estudiar-les in vitro sense utilitzar animals vius.
La generació d’iPSC a partir d’espècies no model o no convencionals és un repte de recerca difícil, afegeix, a causa de la complexitat tècnica i els coneixements biològics necessaris per assolir una reprogramació satisfactòria. Però val la pena. “Les iPSC conserven no només la informació genètica, sinó també el potencial funcional d’un individu, ja que poden diferenciar-se en pràcticament qualsevol tipus de cèl·lula”, aclareix.
En combinació amb línies cel·lulars primàries, aquestes iPSC són recursos genètics vius i expansibles que van molt més enllà de l’emmagatzematge estàtic d’ADN. Representen un potencial futur per a la reproducció assistida, inclosa la generació de gàmetes in vitro; són eines poderoses per a la modelització de malalties, les proves de toxicitat i la medicina de conservació en un context específic de cada espècie; i representen una plataforma per a estudis evolutius comparatius, especialment entre vertebrats.
“En establir tant línies cel·lulars primàries com iPSC d’una àmplia gamma d’espècies, no només salvaguardem el seu llegat genètic, sinó que també creem la base científica per comprendre-les millor, protegir-les i, possiblement, restaurar-les en el futur“
Cira Martínez, investigadora de l’ EMBL Barcelona i coordinadora del CryoZoo.
Tot i que hi ha altres biobancs que emmagatzemen línies cel·lulars animals a Europa i a tot el món, el CryoZoo és l’únic que realitza una caracterització molecular exhaustiva de les línies cel·lulars generades i un dels pocs que també produeix iPSC, a més de línies cel·lulars primàries. Això fa que el CryoZoo sigui únic en el seu enfocament integrador, ja que combina la conservació de mostres amb un perfil molecular profund i tècniques avançades de reprogramació cel·lular, la qual cosa afegeix un valor significatiu al panorama actual de la conservació.
Aquí es pot escoltar una entrevista de TV3 en què Tomàs Marquès-Bonet explica i mostra el CryoZoo a la sala de criogènia del PRBB (minut 2:08).
