I rinoceronti bianchi settentrionali verranno salvati in Italia? Il primo embrione ibrido prodotto fuori dall’utero

Una ricerca internazionale a partecipazione italiana potrebbe evitare l’estinzione del mammifero più raro del mondo: sopravvivono solo due femmine NRW

[5 luglio 2018]

I rinoceronti bianchi settentrionali (Ceratotherium simum cottoni – NWR) sono i mammiferi più minacciati di estinzione della Terra e finora tutti gli sforzi per   salvare questa specie sono stati resi vani dal bracconaggio, dalle guerre e dalla perdita di habitat. Negli anni ’60 la loro popolazione era già ridotta a 2.000 individui, oggi restano solo due femmine e  a marzo è morto di vecchiaia Sudan, l’ultimo maschio NWR. Quindi i rinoceronti bianchi settentrionali sono funzionalmente estinti, m a ora un team internazionale di scienziati ha annunciato nello studio “Embryos and embryonic stem cells from the white rhinoceros” appena pubblicato su Nature Communications,  di aver «creato con successo embrioni ibridi da ovuli di rinoceronte bianco meridionale (Ceratotherium simum simum – SWR) e spermatozoi di NWR utilizzando tecniche di riproduzione assistita (ART)». Si tratta della prima generazione di blastocisti (un embrione preimpianto) di rinoceronti in provetta. Inoltre, il team internazionale ha prodotto linee di cellule staminali dalle blastocisti del SWR con caratteristiche tipiche delle cellule staminali embrionali.

Thomas Hildebrandt, a capo del dipartimento di gestione della riproduzione del Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) di Berlino spiega che «Questi sono in assoluto i primi embrioni di rinoceronte prodotti in vitro. Hanno una possibilità molto alta di dar luogo ad una gravidanza una volta impiantati in una madre surrogata ».  Un team internazionale di ricercatori –  al quale hanno  partecipato gli italiani Silvia Colleoni e Giovanna Lazzari e Cesare Galli, di  Avantea, il laboratorio di tecnologie avanzate per la riproduzione animale e la ricerca biotecnologica di Cremona, e Pasqualino Loi, della Facoltà di medicina veterinaria dell’università di Teramo –  è riuscito a adattare ai rinoceronti le tecniche di riproduzione utilizzate nei cavalli, aprendo così la possibilità di salvare il rinoceronte bianco settentrionale dall’imminente estinzione. Al  Leibniz-IZW  sottolineano che questo sarebbe possibile grazie a una procedura pioneristica: «Prelevando gli ovociti dalle ultime due femmine NWR viventi, le femmine SWR possono fungere da madri surrogate per una popolazione di NWR in formazione. Al contrario degli NWR, oggi nell’Africa meridionale ci sono circa 21.000 SWR».

Usando un dispositivo tecnico di quasi due metri brevettato recentemente, gli scienziati sono stati in grado di raccogliere in più occasioni e senza effetti collaterali gli ovociti dai rinoceronti. Il dispositivo eco-guidato è posto per via tran-rettale. Una volta che un follicolo compare sullo schermo dell’ecografo portatile, è possibile attivare un ago speciale per perforare la parete intestinale per arrivare nell’ovaio e raccogliere l’ovocita dal follicolo. Gli ovociti sono stati raccolti dalle femmine SWR negli zoo europei e poi spediti ad Avantea in Italia che è leader mondiale nelle tecnologie di riproduzione assistita per animali di grossa taglia. Galli sottolinea che «Nel nostro laboratorio siamo stati in grado di sviluppare procedure per maturare gli ovociti, fecondarli mediante iniezione intracitoplasmatica di spermatozoi (ICSI) e coltivarli. Per la prima volta abbiamo avuto blastocisti di rinoceronte – una fase iniziale di un embrione – sviluppate in vitro, analogamente a ciò che facciamo abitualmente per i bovini e i cavalli fertilizzarli».

Ad Avantea la Lazzari ha anche «derivato le linee di cellule staminali embrionali da due blastocisti di SWR. Combinando la ricerca sulle cellule staminali con la tecnica di riproduzione assistita appena sviluppata forniremo un modello per salvare le specie seriamente minacciate di estinzione ormai ridotte a numeri che rendono impossibili gli sforzi di conservazione convenzionali. I programmi futuri sono generare ovociti e spermatozoi dalle cellule staminali embrionali e dalle cellule iPS per ampliare la base genetica della futura popolazione di NWR e impiantare gli embrioni che sono stati crioconservati in madri surrogate di SWR al fine di portare a termine una gravidanza».

Jan Stejskal, direttore dei progetti internazionali del Safari Park Dvůr Králové nella Repubblica ceca, aggiunge che «Per la fecondazione è stato usato lo sperma crioconservato di maschi di NWR deceduti. Il successo dello sviluppo di un embrione ibrido è un passo importante verso la prima nascita di un rinoceronte bianco settentrionale attraverso tecniche di riproduzione artificiale. Già una metà delle informazioni genetiche nell’embrione ibrido proviene dal NWR. Entrambe le ultime due femmine NWR sono nate a Dvůr Králové e attualmente vivono in custodia presso l’Ol Pejeta Conservancy, vicino al Monte Kenya».

Hildebrandt aggiunge: «I nostri risultati sono solidi, riproducibili e molto promettenti. Ora siamo ben preparati per andare in Kenya e raccogliere ovociti dalle ultime due femmine di NWR per produrre blastocisti di NWR puri in cui sia gli ovociti che lo sperma provengono da NWR ».

Gli scienziati tedeschi, Italiani, australiani, cechi e giapponesi hanno eseguito più di 20 prelievi di ovociti nelle SWR che vivono negli zoo europei, generando più embrioni di quelli riportati nello studio. Attualmente stanno lavorando alla procedura di trasferimento degli embrioni.

Ma al Leibniz-IZW fanno notare che «Tuttavia, poiché sono rimaste solo due femmine e lo sperma disponibile proviene da soli quattro maschi, la sola tecnica di fecondazione assistita e di fecondazione in vitro non sarebbe sufficiente a creare una popolazione autosufficiente di NWR con la necessaria diversità genetica». Questo è il motivo per cui gli scienziati stanno lavorando su un approccio aggiuntivo. Due esperti di cellule staminali che hanno partecipato allo studio, il tedesco Sebastian Diecke, del Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin dellHelmholtz Gesellschaft (MDC), e il giapponese Katsuhiko Hayashi, del  Dipartimento di biologia e medicina delle cellule staminali della Kyushu University, spiegano a loro volta che «In futuro il nostro obiettivo è quello di produrre cellule germinali primordiali in vitro da cellule iPS (cellule staminali pluripotenti indotte) ottenute da cellule somatiche, crioconservate in passato, di diversi individui di NWR. In un secondo momento, queste cellule germinali saranno poi trasformate in ovociti e spermatozoi. Questo amplierebbe sostanzialmente la diversità genetica fondante della futura popolazione di NWR. Combinando la ricerca sulle cellule staminali con la tecnica di riproduzione assistita appena sviluppata forniremo un modello per salvare le specie seriamente minacciate di estinzione ormai ridotte a numeri che rendono impossibili gli sforzi di conservazione convenzionali».

Galli aggiunge che «Le cellule staminali pluripotenti hanno la capacità di auto-rinnovarsi indefinitamente e di svilupparsi in qualsiasi cellula di un organismo vivente. Noi ad Avantea abbiamo generato con successo cellule staminali embrionali di SWR con tutte le caratteristiche delle cellule indifferenziate e un’elevata capacità di differenziazione in diversi tipi cellulari. Le linee di cellule staminali embrionali ottenute in questo studio sono state ora trasferite al laboratorio del Dottor Diecke, poiché serviranno da modello per differenziare le cellule iPS in cellule germinali e infine in gameti ».

Steven Seet, responsabile stampa e comunicazione del Leibniz-IZW, conclude: «Questa ricerca è rivoluzionaria. Stiamo assistendo allo sviluppo di un metodo che può aiutare a compensare l’impatto negativo degli esseri umani sulla natura. Siamo molto grati per tutte le donazioni ricevute da privati che sostengono la nostra corsa contro il tempo. Speriamo che i risultati raggiunti possano convincere più persone e autorità pubbliche che questo nuovo approccio funziona ed è meritevole di sostegno».