Dos de las instituciones del Parque de Investigación Biomédica de Barcelona (PRBB), EMBL Barcelona y MELIS-UPF, se han asociado con la Fundación Zoológico de Barcelona y el Museo de Ciencias Naturales de Barcelona para crear el CryoZoo de Barcelona, un proyecto que comenzó hace cuatro años con el objetivo de preservar y comprender mejor la biodiversidad del planeta.
El CryoZoo almacena líneas celulares de especies en peligro de extinción para garantizar su supervivencia a largo plazo, así como para apoyar la investigación sobre la biodiversidad.
Actualmente, el proyecto ha recibido más de 2000 muestras de 304 especies, procedentes de zoológicos europeos y de especímenes del Museo de Ciencias Naturales. “Dependiendo de la especie y la disponibilidad, hemos recibido muestras de piel, tráquea, ojos u órganos internos en el caso de animales fallecidos, así como algunas muestras de sangre”, explica Cira Martínez, investigadora del Laboratorio Europeo de Biología Molecular de Barcelona (EMBL Barcelona) y coordinadora del CryoZoo.
Integrar la biotecnología en las prácticas de conservación
Los veterinarios de los zoológicos y centros de fauna silvestre colaboradores se encargan de recoger las muestras de los animales y enviarlas al PRBB para su procesamiento y conservación. Aquí, el equipo de CryoZoo, que incluye personal tanto de MELIS-UPF como de EMBL, se pone manos a la obra.
Una vez que llegan las muestras, se procesan con el objetivo de generar líneas celulares primarias, normalmente fibroblastos, aunque a veces esto resulta complicado. “La generación de líneas celulares a partir de determinadas especies (especialmente anfibios) puede considerarse en sí misma un proyecto de investigación, ya que todavía hay muchas especies para las que nunca se han establecido con éxito líneas celulares estables”, afirma Martínez.
A continuación, estas líneas se someten a una caracterización molecular completa, como la secuenciación del genoma completo —incluidas especies que nunca antes se han secuenciado— y el cariotipado. Al mismo tiempo, los investigadores preparan reservas de células y las criopreservan en nitrógeno líquido en las instalaciones criogénicas del PRBB, para su almacenamiento a largo plazo.
Cryozoo forma parte del proyecto Org.One, que se centra en la secuenciación de especies en peligro de extinción para las que no existen datos genómicos o para las que los datos existentes son incompletos.
“Mientras aún tengamos representantes vivos de estas especies en grave peligro de extinción, debemos actuar para preservar su biodiversidad”, afirma sobre el objetivo de esta iniciativa Tomàs Marquès-Bonet, investigador del Instituto de Biología Evolutiva (IBE: CSIC-UPF) y del Departamento de Medicina y Ciencias de la Vida (MELIS-UPF) y director del CryoZoo.
Hasta la fecha, el CryoZoo ha conservado más de 350 líneas celulares, 37 cariotipos y secuencias genómicas de 163 especies. Estos datos moleculares, así como todo el material genético generado y almacenado en el biobanco CryoZoo, forman un repositorio accesible para la comunidad científica mundial (previa aprobación del comité científico y ético del CryoZoo, para garantizar la calidad científica y el uso ético del material). De hecho, ya han aprobado varias solicitudes de investigadores que desean acceder al material genético del CryoZoo.
Inversión en iPSC
El proyecto ha recibido ahora una subvención de la organización de conservación de la vida silvestre Revive & Restore, una de las tres únicas subvenciones concedidas en todo el mundo en este ámbito, para obtener células madre pluripotentes inducidas (iPSC) de especies animales silvestres.
“Las células madre pluripotentes inducidas, junto con las líneas celulares primarias, son herramientas poderosas porque nos permiten crear modelos in vitro de diferentes tejidos y procesos biológicos. Esto significa que podemos estudiar especies en peligro de extinción a nivel celular y molecular sin necesidad de experimentar con animales vivos, lo que favorece directamente el bienestar animal, un aspecto fundamental cuando se trabaja con especies raras o amenazadas”, explica Martínez.
La generación de iPSC a partir de especies en peligro de extinción permitiría estudiarlas in vitro sin utilizar animales vivos.
La generación de iPSC a partir de especies no modelo o no convencionales es un reto de investigación difícil, añade, debido a la complejidad técnica y los conocimientos biológicos necesarios para lograr una reprogramación satisfactoria. Pero merece la pena. “Las iPSC conservan no solo la información genética, sino también el potencial funcional de un individuo, ya que pueden diferenciarse en prácticamente cualquier tipo de célula”, aclara.
En combinación con líneas celulares primarias, estas iPSC son recursos genéticos vivos y expandibles que van mucho más allá del almacenamiento estático de ADN. Representan un potencial futuro para la reproducción asistida, incluida la generación de gametos in vitro; son herramientas poderosas para la modelización de enfermedades, las pruebas de toxicidad y la medicina de conservación en un contexto específico de cada especie; y representan una plataforma para estudios evolutivos comparativos, especialmente entre vertebrados.
«Al establecer tanto líneas celulares primarias como iPSC de una amplia gama de especies, no solo salvaguardamos su legado genético, sino que también creamos la base científica para comprenderlas mejor, protegerlas y, posiblemente, restaurarlas en el futuro»
Cira Martínez, investigadora del EMBL Barcelona y coordinadora del CryoZoo.
Aunque existen otros biobancos que almacenan líneas celulares animales en Europa y en todo el mundo, el CryoZoo es el único que realiza una caracterización molecular exhaustiva de las líneas celulares generadas y uno de los pocos que también produce iPSC, además de líneas celulares primarias. Esto hace que el CryoZoo sea único en su enfoque integrador, ya que combina la conservación de muestras con un perfil molecular profundo y técnicas avanzadas de reprogramación celular, lo que añade un valor significativo al panorama actual de la conservación.
Aquí se puede escuchar una entrevista de TV3 (en catalán) en la que Tomàs Marqués-Bonet explica y muestra el CryoZoo en la sala de criogenia del PRBB (minuto 2:08).
