Direct naar de content

Hoe een dode neushoorn de soort kan redden

Auteur: Stijn Schreven
Gepubliceerd op:

Moeder Najin en dochter Fatu zijn de laatste twee noordelijke witte neushoorns ter wereld. Zonder mannetje is het een kwestie van tijd tot de soort uitsterft. Maar onderzoekers werken in het lab aan embryo’s voor een nieuwe generatie. Hun hoop: dode neushoorns een tweede kans geven via stamceltechnologie.

Toen neushoornvrouwtje Nabire in 2015 stierf in een Tsjechische dierentuin, waren er nog vier noordelijke witte neushoorns over. Ze werden verhuisd naar Kenia in de hoop dat ze daar zouden voortplanten. Maar die hoop vervloog nadat in 2018 het laatste mannetje overleed. De ondersoort van de witte neushoorn is functioneel uitgestorven: er leven nog twee vrouwtjes, Najin en Fatu, maar die zitten hun tijd uit. Toch werken onderzoekers achter de schermen aan een tweede kans voor dode neushoorns zoals Nabire. Met stamceltechnologie willen ze nieuwe eicellen maken uit haar huidcellen. Kan een dood dier de soort nieuw leven inblazen?

Een foto van Nabire, de laatste noordelijke witte neushoorn in gevangenschap in Europa, in haar verblijf in Safari Park Dvůr Králové, Tsjechië, juli 2014 (een jaar voor haar dood).
Nabire, de laatste noordelijke witte neushoorn in gevangenschap in Europa, in haar verblijf in Safari Park Dvůr Králové, Tsjechië, juli 2014 (een jaar voor haar dood).

Moeder en dochter

Als er één groot zoogdier op de rand van uitsterven staat, is het wel de noordelijke witte neushoorn. Ooit leefden ze verspreid over het midden van Afrika, maar jacht en stroperij om ivoor hebben het dier in de afgelopen eeuw weggevaagd uit de savanne. De twee laatste neushoorns in het streng bewaakte Ol Pejeta-reservaat in Kenia zijn moeder en dochter, maar volgens dierenartsen kunnen beide dames geen jongen meer krijgen. Sowieso wordt dat zonder mannetje lastig.

Al lijkt de situatie hopeloos, er zijn mensen die het er niet bij laten zitten. BioRescue, een internationaal team van onderzoekers, verzamelt nog regelmatig eicellen van Fatu. In het lab bevruchten ze die met opgeslagen sperma van overleden neushoornstieren. Tot nu toe liggen er dertig IVF-embryo’s in de vriezer te wachten op een draagmoeder. Eind dit jaar wil BioRescue de eerste embryo’s inbrengen bij twee zuidelijke witte neushoorns. Van deze ondersoort leven er nog zo’n tienduizend.

Drie dierenartsen verzamelen eicellen uit een neushoornvrouwtje, gedeeltelijk te zien op de voorgrond. Op de achtergrond staan opzichters en andere medewerkers van het Keniaanse Ol Pejeta natuurreservaat.
Dierenartsen van BioRescue verzamelen oöcyten (voorstadium van eicellen) van Fatu, een van de laatste twee vrouwtjes van de noordelijke witte neushoorn in het Ol Pejeta natuurreservaat, Kenia, in september 2022.

Maar omdat de embryo’s allemaal gemaakt zijn uit eitjes van Fatu, zijn ze familie van elkaar. De generatie erna zou dan inteelt krijgen, en dat is riskant. Met inteelt kunnen verborgen ziektes de kop opsteken en gaan meer dieren dood. Een voorbeeld is de Californische condor. Het fokprogramma hield in begin geen rekening met familieverbanden, en een dodelijk gen zorgde voor negen procent uitval van kuikens. Een ander probleem is dat je variatie verliest, waardoor de soort zich slechter kan aanpassen aan een veranderende omgeving.

Stamcellen

Daarom werkt BioRescue aan een tweede route om meer neushoorns te krijgen: stamcellen. Toen Nabire in 2015 stierf hebben ze stukjes huid verzameld en direct op groeimedium gezet. Dat huidweefsel bevat fibroblasten: bindweefselcellen in de huid. Deze cellen kweekten ze en vroren ze in. Het idee is om die cellen te resetten tot stamcellen. “Een pluripotente stamcel kan alles worden,” zegt Micha Drukker, hoogleraar stamcelbiologie aan de Universiteit Leiden en betrokken bij het neushoornonderzoek. “De stamcel kan zich ontwikkelen tot alle weefsels in het lichaam, ook tot geslachtscellen.” En dat is precies waar de onderzoekers heen willen: uit de stamcellen nieuwe eicellen en zaadcellen maken, een proces genaamd in-vitro gametogenese (IVG). “Zo kunnen we dode of onvruchtbare dieren alsnog laten meedoen in de voortplanting, en verloren variatie terugbrengen.”

Foto van een buisje met neushoornembryo's dat in een lab ingevroren wordt in een metalen vat met vloeibaar stikstof.
In het laboratorium van het Italiaanse bedrijf Avantea produceren onderzoekers embryo’s van de noordelijke witte neushoorn via kunstmatige bevruchting (IVF). De embryo’s worden daarna ingevroren in vloeibaar stikstof.

Schakelaars van het DNA

Een huidcel van een neushoorn resetten is echter niet eenvoudig. De huidcel is een specialist, hij kan alleen huidcel zijn. Een stamcel is een alleskunner. Het DNA in beide celtypen is hetzelfde, maar ze verschillen in welke genen aan of uit staan, de genexpressie. Het aan- en uitzetten van genen wordt gecontroleerd door transcriptiefactoren, oftewel schakelaars. Deze eiwitten binden aan het DNA op specifieke plekken, waardoor ze het gen op die plek leesbaar of juist onleesbaar maken. Drukker en zijn team proberen de schakelaars toe te voegen die de juiste genen aan- of uitzetten zodat de huidcel een stamcel wordt.

De stamceltechnologie bij de noordelijke witte neushoorn is al werkelijkheid. In februari 2022 slaagden Drukker en collega’s erin om stamcellen te maken uit huidcellen van Nabire. Ze introduceerden twee verschillende plasmiden in de neushoorncellen om ze te resetten. Na twee weken bleek de proef geslaagd. “Tussen de bindweefselcellen verschenen kleine kolonies van stamcellen.” De stamcellen delen zich namelijk ongeremd, zolang ze bepaalde chemische stoffen toegediend krijgen. Zonder onze toevoegingen stopt de stamcel met delen”, legt Drukker uit.

Momenteel proberen Japanse en Duitse onderzoekers uit deze stamcellen geslachtscellen te maken. Eind 2022 lukte het ze al om voorlopers van geslachtscellen te maken. “Het vordert veel sneller dan ik had verwacht,” stelt Drukker. “Er zijn nog een paar stappen te gaan om tot eicellen te komen.”

Biobank

Volgens Drukker vormen stamcellen een route om bedreigde soorten tot leven te wekken of nieuw leven in te blazen. Ook als back-up als de soort uitsterft. Drukkers groep aan Leiden Universiteit werkt daarom aan een back-up voor zoveel mogelijk bedreigde diersoorten, een biobank met levende cellen. “Wereldwijd zijn al van drieënveertig zoogdieren stamcellen in kweek,” vertelt Drukker. “Wij hebben weefsels van de orang-oetan, springspitsmuis, griend, leeuw en ijsbeer.” Van de eerste twee heeft Drukker ook stamcellen, en daarnaast van de naakte molrat en vale vleermuis – gekregen van andere instituten.

Een grote gekoelde labruimte, waar een aantal grote witte vaten met blauwe deksels staan. De vaten bevatten grote hoeveelheden biologisch materiaal, ingevroren in vloeibaar stikstof.
De biobank van de afdeling Voortplantingsbeheer aan Leibniz IZW in Berlijn, met cellen en weefsels ingevroren in vloeibaar stikstof: sperma van meer dan 45 bedreigde of uitgestorven diersoorten, weefsels en fibroblasten van meer dan 150 bedreigde diersoorten, en stamcellijnen van 9 bedreigde diersoorten, waaronder de Sumatraanse en Noordelijke witte neushoorn.

Het doel van die stamcellen is voor Drukker tweeledig: natuurbescherming, maar ook fundamenteel onderzoek. “Bijvoorbeeld om op celniveau te begrijpen waarom sommige soorten zo lang leven, zoals de naakte molrat. Daarvoor heb ik maar een paar cellen nodig. Voor natuurbescherming heb ik cellen van meerdere individuen nodig voor genetische variatie.” Dat men voor deze soorten stamcellen heeft, betekent niet per definitie dat ze voor al die soorten geslachtscellen gaan maken. “Het is een droom, geen plan. De volgende prioriteit is wat mij betreft de grote katachtigen zoals de leeuw.”

Voor een neef van de witte neushoorn zijn de plannen wel vergevorderd. De Sumatraanse neushoorn is met hooguit vijftig dieren in het wild ook ernstig bedreigd. Het fokprogramma in gevangenschap boekt voorzichtig successen, maar inmiddels zijn alle jonge neushoorns familie: de vaders zijn direct verwant aan elkaar. Ook hier probeert BioRescue nieuw bloed in de populatie te brengen. Van Kertam, het laatste mannetje van Maleisisch Borneo, dat stierf in 2019, zijn inmiddels stamcellen gemaakt. Stap twee is zaadcellen maken, waarmee ze de eicellen van vrouwtjes in gevangenschap kunnen bevruchten.

Niet voor eeuwig

Een biobank vol stamcellen als een ark van Noah 2.0, voor als het misgaat. Maar wat heb je eraan als je de oorzaken van achteruitgang niet aanpakt? Waar moeten die nieuwe neushoorns heen als er geen leefgebied is? Micha Drukker wil het zover ook niet laten komen: “Klassieke natuurbescherming heeft de topprioriteit. Je hebt leefgebied nodig om de dieren in te plaatsen. Maar de stroperij van neushoorns gaat nog steeds door, neemt zelfs toe. Plan B is onze koelkast. Daarmee kunnen we de soorten terugkrijgen als de omstandigheden verbeteren.”

Bronnen

Deel dit artikel

Gerelateerde artikelen

  • Zijn alle embryo’s potentiële mensen?

    In het complexe debat over embryo’s komt vaak het woord ‘potentialiteit’ naar voren. Maar wat betekent dit eigenlijk, en waarom is het zo belangrijk? Zou je bereid zijn een plukje haar af te staan voor wetenschappelijk onderzoek? Of een buisje bloed? En wat als het …

    • Ziekten genezen
    • Ziekten voorkomen
  • Wie maakt het eerste embryo-model?

    Het wetenschappelijke onderzoek naar embryo’s uit het lab gaat razendsnel. De afgelopen maanden belandde het in een stroomversnelling en onderzoekers publiceerden het ene na het andere artikel. Vorige week presenteerden onderzoekers van het Weizmann Institute of Science uit Israël het meest complete model tot nu toe.

    • Ziekten voorkomen
  • Embryo’s uit het lab: mini-mens of klompje cellen?

    Wetenschappers kunnen met menselijke cellen een model van een embryo maken om zo meer te leren over cruciale fases in de embryonale ontwikkeling. Wat zou je ervan vinden als wetenschappers met menselijke cellen een model van een embryo maken? Om meer te leren over de …

    • Ziekten genezen
    • Ziekten voorkomen
Meer artikelen