Na ratunek dzikim kotom – rozmowa z prof. dr. hab. Wojciechem Niżańskim

Wydanie „Monografii Medycyna Kotów” otwieramy rozmową z prof. dr. hab. Wojciechem Niżańskim, inicjatorem unikalnego na skalę europejską projektu, jakim jest „Bank komórek somatycznych i gamet kota domowego i dzikich kotowatych”. Celem działalności otwartego w nowej, szerszej formule w 2019 roku Banku jest pozyskiwanie oraz kriokonserwacja gamet oraz komórek somatycznych rodziny Felidae. Wszystko to, aby dać szansę na przetrwanie zagrożonym gatunkom kotowatych.

Pana praca rozpoczęła się ponad 24 lat temu, w 1997 roku powstał Bank Nasienia Zwierząt Towarzyszących. Jak narodził się pomysł na stworzenie tego typu jednostki i jakie cele miała ona w tamtym momencie w swoim założeniu realizować?

Mówimy o pracy dotyczącej technik wspomagania rozrodu? To zaczęło się jeszcze około 1993 r. Natomiast w 1997 r. rozpoczęła się intensywna praca będąca rezultatem badań prowadzonych w ramach realizowanego przeze mnie doktoratu dotyczącego technik kriokonserwacji nasienia psów. W 1995 r. opisaliśmy pierwsze w naszym kraju ciąże i porody suk uzyskane w wyniku sztucznej inseminacji nasieniem rozmrożonym. Wszystko zatem było gotowe do wykorzystania w praktyce weterynaryjnej. I konsekwentnie po kilku latach badań nad tą tematyką postanowiłem wdrożyć w praktyce efekty optymalizacji metod konserwacji nasienia i powstał Bank Nasienia Psów.

Mogliśmy otworzyć taki Bank, bo wiedzieliśmy, że opracowana procedura przygotowania nasienia, mrożenia i sztucznej inseminacji sprawdza się w praktyce. W późniejszych latach Bank rozszerzono o komórki pochodzące od zwierząt kotowatych i żubra, czyli o ginące gatunki. W 2019 r. wcześniej działający bank przekształcono we Wrocławski Bank Nasienia Zwierząt Towarzyszących i Dzikich, który podzielono na trzy oddziały: Bank Nasienia Psów, Bank Nasienia Kotowatych oraz Bank Nasienia Żubra.

Bank Nasienia Zwierząt Towarzyszących jest częścią European Veterinary Society for Small Animal Reproduction. Jakie możliwość otwiera przed Pana zespołem przynależność do tej międzynarodowej i rozbudowanej sieci jednostek badawczych?

EVSSAR European Veterinary Society for Small Animal Reproduction to najbardziej znana na świecie i prestiżowa organizacja skupiająca naukowców oraz praktyków weterynarii zajmujących się rozrodem małych zwierząt. W 2009 r., gdy uczestniczyłem jeszcze w pracach EVSSAR Board, później też jako Prezes tej organizacji, utworzyliśmy w wyniku dyskusji Zarządu stronę ReproVet Map. Na mapie tej znalazły się ośrodki, gdzie usługi i prace naukowe dotyczące rozrodu prowadzone są na najwyższym poziomie. O wprowadzeniu na listę decydował Zarząd EVSSAR po wnioskowaniu przez zainteresowanego. Zatem trafiły tam ośrodki gwarantujące rzetelne i profesjonalne wykonywanie usług i badań.

Bycie częścią tej sieci gwarantuje rozpoznawalność międzynarodową i daje gwarancję dobrze wykonywanych zabiegów weterynaryjnych. Jest czymś na kształt uznania ośrodka przez międzynarodowe grono zajmujące się tymi zagadnieniami. Ta platforma ułatwia kontakt, wspólną pracę, dzielenie się informacjami, wysyłanie materiału biologicznego itd. Takie sieciowanie zatem ma same zalety i ułatwia pracę, w szczególności w materii, która związana jest z transportem materiału biologicznego na duże odległości.

Gdy po raz pierwszy pisaliśmy o Państwa badaniach, w Polsce żyło zaledwie 100 żbików i 200 rysiów. To naprawdę niewielkie populacje. Czy mimo to mamy szansę je ocalić i jak może nam w tym pomóc „Bank komórek somatycznych, gamet kota domowego i dzikich kotowatych”?

Posiadamy w tej chwili w Banku fibroblasty, plemniki i oocyty pochodzące od 18 gatunków dzikich kotowatych zagrożonych wyginięciem. To nasz skarb. Unikatowy. Przechowywany w temperaturze -196°C w ciekłym azocie. Jest to jakby Arka Noego dla przyszłych pokoleń – Arka załadowana materiałem mogącym służyć do odtworzenia gatunków. Mając taki materiał, możemy uzyskiwać zarodki poprzez dokonywanie zapłodnienia pozaustrojowego. Materiał pobieramy w różnych sytuacjach przy okazji zabiegów pielęgnacyjnych, operacyjnych, pobierania próbek diagnostycznych np. w ogrodach zoologicznych. Jesteśmy ponadto informowani o śmierci zwierzęcia w ZOO czy w parkach narodowych. Mamy wtedy około 24 godzin na pobranie plemników najądrzowych lub oocytów i zamrożenie ich.

Posiadanie takiego materiału w stanie zamrożonym pozwala na dokonanie zapłodnienia in vitro nawet po wielu latach. Uzyskane embriony można następnie przenosić na narządy płciowe samic, tzw. biorczyń, lub ponownie zamrozić, uzyskując czas na poszukiwanie biorczyni – surogatki. W ten sposób uzyskano już mioty u 10 gatunków dzikich kotowatych i kota domowego, (np. tygrys, ryś, kot czarnołapy, taraj, karakal itd.). Równocześnie z gromadzeniem cennego materiału pochodzącego od ginących gatunków optymalizujemy procedury konserwacji i dojrzewania/zapłodnienia in vitro na modelu kota domowego. W tym wypadku mamy naprawdę sporą ilość materiału, bazując na gonadach pozyskanych w efekcie kastracji dokonywanej w Klinice i zaprzyjaźnionych lecznicach. W ten sposób doskonalimy nasze metody biotechniczne na materiale, który regularnie zostałby od razu poddany utylizacji i utracony. My go wykorzystujemy.

„Bank komórek somatycznych, gamet kota domowego i dzikich kotowatych” to niezwykła inicjatywa i wynik pracy zespołu ludzi z pasją. Czy Pan Profesor mógłby nam opowiedzieć więcej o tym unikatowym projekcie? Jaki są główne cele jego działania?

Jak powiedziałem, ten biobank jest ciągle rozwijany. Zacząłem kiedyś od psów, a w tej chwili pracujemy w zespole i zajmujemy się oprócz tego materiałem pozyskanym od cennych dla hodowli kotów rasowych, dzikich kotowatych, żubra oraz innych ginących gatunków. Od roku postanowiliśmy utworzyć w ramach projektu Akademickie Partnerstwa Międzynarodowe finansowanego z Narodowej Agencji Wymiany Akademickiej NAWA europejską platformę ośrodków pracujących nad opisywanymi zagadnieniami. Koordynujemy zatem ogólnoeuropejski projekt mający na celu wspólną pracę nad optymalizacją procedur biotechnicznych i bankowanie komórek w celu wdrożenia w programach ratowania ginących gatunków zwierząt.

W projekcie koordynowanym przez UP we Wrocławiu pracujemy z prof. Ann van Soom z Ghent – z pierwszego na liście szanghajskiej wydziału weterynaryjnego, z prof. Christine Aurich i prof. Sabine Schaefer-Somi z Uniwersytetu Weterynaryjnego z Wiednia, prof. Alainem Fontbonnem z Alfort i prof. Cecilią Luvoni z Mediolanu. Każdy z wymienionych ośrodków specjalizuje się w nieco innym obszarze. Zatem połączenie naszych sił pomoże nam uzyskać szybciej postęp. Przytoczę europejskie motto mówiące o tym, że sam możesz czasem szybciej osiągnąć cele jednostkowe, ale w grupie zajdziesz dalej. Tour de France nie wygrywa się wygraniem etapu, ale rozmyśla się nad długoterminową strategią (śmiech).

Na naszej planecie obserwujemy niemal nieustannie wymieranie zwierząt różnych gatunków. Dlaczego Państwa badania skupiają się na ratowaniu dzikich kotowatych?

Z wielu powodów. Bo je kochamy. Bo wielu z nas ze względu na nie studiowało weterynarię, Bo wielu z nas dla nich prowadzi pracę naukową, Bo są delikatne i wrażliwe jako populacja. Szybko wymierają. Bo dwa z nich – ryś euroazjatycki i żbik europejski, są rodzime, tzn. żyją w Polsce, ale ich populacja jest niewielka. Z drugiej strony, mamy jako lekarze weterynarii dużo materiału do badań modelowych prowadzonych na tkankach i komórkach pozyskanych podczas kastracji kota domowego. I wreszcie dlatego, że jest to wyzwanie. Zostawić jakiś pozytywny ślad po nas.

Cywilizacja, z której dobrodziejstw korzystamy, zabiła tak wiele gatunków, w tym wiele gatunków kotów. Na szczęście jeszcze nie wszystkie. Wykorzystajmy zatem naukowe zdobycze cywilizacji, żeby spłacić ten dług, jaki zaciągnęliśmy u matki Natury. Jeśli ślad takich prób, efekty takiej działalności w formie odwrócenia trendu wymierania gatunków pozostanie po nas, po naszych pokoleniach, to jest to już samo w sobie bardzo dużo. Jeśli do naszej motywacji i aktywności dodamy rozsądną edukację naszych dzieci i będą one kontynuować te prace i wykorzystają materiał zgromadzony w Arce, to możemy być spokojni.

W ramach projektu, we współpracy z SGGW, podjęli się Państwo także ratowania populacji największego ssaka Europy – żubra. Jak Państwa badania nad in vitro mogą przysłużyć się ratowaniu tego gatunku?

Tak, bierzemy udział w tych pracach. Projekt koordynuje Pani Prof. Wanda Olech z SGGW. Naszym zadaniem, tzn. zespołu Katedry Rozrodu UPWr, jest stworzenie pierwszego na świecie Banku Nasienia Żubra. Mamy w tej chwili ponad 700 jednostek dobrej jakości nasienia zamrożonego w ciekłym azocie. Celem projektu jest wykorzystanie technik in vitro dla ograniczania homogenności genetycznej żubra. Pomimo że gatunek ten w chwili obecnej rozmnaża się nie najgorzej, to istnieje tu bardzo poważne zagrożenie innego rodzaju.

Pierwszą wojnę światową przetrwały bodaj trzy samce żubra. Zatem ich populacja jest niezmiernie homogenna genetycznie i grozi im to, że jeden drobnoustrój czy jedna z form jego mutacji zdziesiątkuje stada, które będą na niego wrażliwe. Pobieramy zatem gamety żeńskie i męskie pochodzące od zwierząt o znanym profilu genetycznym. Genetycy decydują, które gamety mają możliwie najbardziej oddalone od siebie profile genetyczne i takie gamety są poddawane zapłodnieniu in vitro. Ciąża może rozwijać się w samicach żubra lub, jest taka nadzieja, krowy.

Problemem okazuje się dziś nie być technologia, tylko natura, w której dochodzi do krzyżowania się dzikich kotowatych z kotem domowym. Ile żbika jest w żbiku? Czy gromadzona pula genetyczna pozwoli nam na zachowanie tego i innych zagrożonych wymarciem gatunków?

Tak. W przypadku żbika dochodzi do hybrydyzacji z kotem domowym. Stąd materiał powinien pochodzić tylko od osobników niebędących hybrydami. I w tym przypadku współpraca osoby zajmującej się rozrodem i genetyką jest niezbędna.

Jak wyglądają procedury wykorzystywane w „Banku komórek somatycznych…” i w jaki sposób wykorzystywane są one do ratowania dzikich kotowatych?

W „Banku komórek somatycznych” gromadzimy wraz z UR Kraków fibroblasty. Służą one do profilowania genetycznego. Mogą być również wykorzystane do klonowania somatycznego SCNT. Zrobiliśmy już badania w tym kierunku wraz z parterami z Krakowa i okazało się, że skuteczność klonowania metodą handmade jest zadziwiająco wysoka i powinna być z całą pewnością poddawana badaniom tylko przez wyspecjalizowane ośrodki o najwyższej reputacji naukowej i etycznej. Klonowanie somatyczne można brać pod uwagę wg mnie jedynie w sytuacjach krytycznych. Np. w przypadku, gdy przy życiu pozostaje niewielka liczba samców reprezentantów populacji danego gatunku lub gdy większość z nich jest niepłodna. Klonowanie daje szansę na uzyskanie osobnika płci męskiej, który będzie płodny. Klonowanie samo w sobie nie powiększy bioróżnorodności genetycznej, ale ten samiec już tak. Może bowiem kryć samice, co prowadzi do kojarzenia genów dwóch osobników o różnej płci.

Ile typów embrionów znajduje się też w Państwa Banku. Jak pozyskuje się komórki jajowe i plemniki wykorzystywane w Państwa badaniach?

Posiadamy embriony kota domowego i kilku gatunków dzikich kotowatych, ale badania in vivo nad transferem to już inny wymiar, choćby ze względu na zagadnienia formalnoprawne.

Jakie warunki towarzyszą przechowywaniu embrionów?

Są to warunki mikroaerofilne – przy dużej koncentracji dwutlenku węgla i w temperaturze zbliżonej do temperatury ciała w specjalnym medium zawierającym elektrolit, substancje białkowe i hormony. Hodowle prowadzi się w inkubatorach.

Jesteśmy dumni, że polscy badacze mają tak duży wpływ na ratowanie ginących gatunków, trzymamy też kciuki za kolejne postępy w badaniach. Czego możemy dziś życzyć Panu Profesorowi i reszcie Zespołu Banku komórek somatycznych…?

Żeby odwrócić trend wymierania kolejnych gatunków na ziemi. Oczywiście również, żebyśmy uzyskali jak najwięcej zdrowych miotów dzikich kotowatych i potomstwa od żubra. Żeby następne pokolenia rozumiały tę problematykę. W tym ostatnim przypadku jestem jednak spokojny. Nasze dzieci i młodzież doskonale są wyczuleni na zagadnienia ekologiczne. Dla nich tematyka poruszana w tym wywiadzie jest zupełnie zrozumiała, o czym się przekonałem, prowadząc tuż przed lockdownem wykłady w ramach Uniwersytetu Dzieci. To wspaniali słuchacze i bardzo trudni i twardzi partnerzy w dyskusji (śmiech). Poziom pytań zadawanych przez 12-14-latków był tak wysoki, że wszyscy życzmy sobie, aby następne pokolenia były równie mądre i otwarte, jak obecne pokolenie naszych dzieci i wnuków.

Rozmawiała: Monika Mańka