ZOO Antwerpen is gestart met een bijzonder initiatief binnen de Europese dierentuinwereld, namelijk de ontwikkeling van een gecentraliseerde Biobank. Daarin worden biologische stalen van zoveel mogelijk individuele dieren uit Europese dierentuinen verzameld. ZOO Antwerpen is hierin de mede-initiatiefnemer en samen met de Zoo van Kopenhagen voortrekker van deze Biobank, onder de vlag van de European Association of Zoos and Aquaria (EAZA).

De EAZA-Biobank bestaat concreet uit een verzameling biologische stalen die worden bewaard in speciale supervriezers met een temperatuur van -80 Celsius. Deze is eerst en vooral opgericht om wetenschappelijk onderzoek voor én door dierentuinen mogelijk te maken. De verzamelde biologische stalen worden enerzijds gebruikt voor DNA-onderzoek met als doel het beheer van dierentuinpopulaties te verbeteren, en voor genetisch onderzoek dat bijdraagt aan het behoud van biodiversiteit. Anderzijds is de Biobank opgericht om wetenschappelijk onderzoek door externe wetenschappers te faciliteren. ZOO Antwerpen biedt zo een professionele service voor de Europese dierentuinen en wetenschappers. Dit doen ze door stalen gecentraliseerd op een veilige, gestandaardiseerde manier te verzamelen én te bewaren voor toekomstig gebruik.

ACHTERGROND

Het succes van kweekprogramma’s in dierentuinen is afhankelijk van intensief genetisch beheer van de populaties die we houden in een zoo.

Tot nu toe gebeurde dat uitsluitend op grond van stamboeken. Dat zijn gedetailleerde lijsten met individuele gegevens en afstammingslijnen van alle dieren in een populatie. Maar die stamboekgegevens zijn voor veel diersoorten onvolledig of niet 100% correct. Omdat we ofwel informatie missen, of omdat we er impliciet van uitgaan dat stamouders - dus de dieren die ooit uit de natuur zijn gekomen - niet verwant zijn aan elkaar. In de praktijk betekent dit dat we veelal het aantal bloedlijnen en de genetische variatie in die populaties overschatten. Sommige soorten lenen zich ook niet voor individueel stamboombeheer (bijvoorbeeld soorten die in groepen leven), omdat we vaak de familierelaties niet kunnen achterhalen, of omdat dieren niet individueel herkenbaar zijn.

Daarnaast is voor veel soorten nog onduidelijkheid over de taxonomie: we weten niet zeker tot welke (onder)soort ze horen. In zulke gevallen kunnen DNA-analyses onze kennis van de genetische samenstelling van een populatie aanzienlijk verbeteren.

HOE VERLOOPT HET PROJECT CONCREET?

Waarom hebben we een gecentraliseerde EAZA-Biobank nodig? Biobanken zijn goed georganiseerde verzamelingen van biologische stalen zoals bloed, serum, weefsel, hele specimens - of eenvoudigweg geïsoleerd DNA - in combinatie met informatie over het bemonsterde dier. Wereldwijd zijn er al miljoenen van zulke stalen opgeslagen in verschillende soorten collecties, zoals de Frozen Zoo of de Frozen Ark. Zelfs binnen individuele dierentuinen en aquaria bestaan er initiatieven waarbij stalen van bepaalde diersoorten worden gestockeerd voor eventueel later onderzoek. Maar die collecties zijn niet altijd op de juiste manier onderhouden om de kwaliteit van het DNA op lange termijn te garanderen. Bovendien zijn zulke collecties vaak niet beschikbaar voor wetenschappelijk onderzoek. Gezien de groeiende behoeften en mogelijkheden voor het gebruik van moleculaire technieken in het beheer van dierentuinpopulaties, biedt de EAZA-Biobank een professionele service aan de Europese dierentuinen die niet zelf stalen op de juiste manier kunnen of willen bewaren.

In de praktijk zijn er in Europa vier fysieke Biobank-locaties, of zogenaamde ‘hubs’. Daarvan is er nu één in ZOO Antwerpen, en verder nog in Edinburgh Zoo, Kopenhagen Zoo en het Institute for Zoo and Wildlife Research (IZW) in Berlijn. Elk van deze instellingen beschikt momenteel over voldoende faciliteiten en deskundig personeel en zal financiering en personeelstijd beschikbaar stellen om stalen van alle individuen die in EAZA-programma's zijn bemonsterd, te bewaren, te beheren en te registreren. EAZA moedigt dierentuinen en aquaria aan om stalen te verzamelen van de individuele dieren in hun collecties, bijvoorbeeld tijdens routinematige veterinaire interventies of behandeling. De stalen worden vervolgens bij voorkeur naar één van de Biobank-locaties gestuurd waar ze voor een lange termijn bewaard kunnen worden.

HOE HEEFT HET PROJECT IMPACT?

De stalen zelf zijn beschikbaar voor genetische analyses die in de allereerste plaats ten goede moeten komen aan de verbetering van het beheer van de kweekprogramma’s. DNA-onderzoek verbetert onze kennis van de genetische samenstelling van een populatie aanzienlijk. In combinatie met studies op natuurlijke populaties krijgen we meer inzicht in welke mate dierentuinpopulaties de oorspronkelijke diversiteit benaderen. Dat is belangrijk, zeker in het geval van bedreigde diersoorten, omdat we zo kunnen achterhalen of de zoo-dieren een genetische back-up vormen van de wilde populatie. DNA-analyses kunnen ook helpen bij het opvullen van lacunes in stamboekgegevens, bijvoorbeeld door vaderschap toe te wijzen (als je niet weet wie de vader is van een dier) of genetisch de herkomst van stamouders en hun verwantschap te identificeren.

Onze Biobank is enorm belangrijk, want dit maakt wetenschappelijk onderzoek voor én door dierentuinen mogelijk. Zo kunnen we niet alleen dierentuincollecties verbeteren, maar ook bijdragen aan het behoud van biodiversiteit”, legt geneticus Philippe Helsen van ZOO Antwerpen uit.

Daarnaast creëert de Biobank ook unieke onderzoeksmogelijkheden voor toegepast en fundamenteel wetenschappelijk onderzoek van eerder ongewone of zeldzame diersoorten. Dat maakt deze collectie uniek. Dit samen met recente ontwikkelingen en dalende kosten van genetisch onderzoek creëert nieuwe mogelijkheden om onopgeloste vragen naar evolutionaire en biochemische processen verder te ontrafelen.

De opgeslagen serum-stalen in de Biobank kunnen daarnaast ingezet worden om voorkomen van genetische ziekten te onderzoeken. Bovendien, als serum-stalen worden gekoppeld aan een genetisch staal, zal dit medisch- en epidemiologisch onderzoek mogelijk maken.

Dit soort onderzoek zal vooral waardevolle kennis opleveren voor de dierenartsen om zo verschillende ziekten te voorkomen en te behandelen. Maar dit zal alleen mogelijk zijn als biologische stalen beschikbaar, toegankelijk, goed opgeslagen en goed beheerd zijn, omdat ze zich bevinden in een gecentraliseerde Europese dierentuinbiobank voor exotische diersoorten.

De EAZA-Biobanking Working Group, die naast vertegenwoordigers van de vier Biobank-hubs en andere belanghebbenden vertegenwoordigt, fungeert als de stuurgroep voor de Biobank. De belangrijkste taken van deze stuurgroep zijn het verder ontwikkelen van de biobankfaciliteiten en -infrastructuur, het bieden van richtlijnen rond staalname, protocollen en andere relevante documenten, en het ondersteunen van EAZA-leden bij het verzamelen, registreren, veilig opslaan en verzenden van de stalen. De centrale registratie van de stalen gebeurt in het Zoological Information Management System (ZIMS), de online database die de meeste dierentuinen gebruiken voor de registratie van hun dieren. In deze database kunnen dierentuinen eenvoudig een overzicht krijgen van alle stalen die in de EAZA-Biobank zijn gedeponeerd. Registratie in ZIMS maakt bovendien een directe link mogelijk tussen een staal en alle andere informatie die we over individuele dieren beschikbaar hebben binnen de EAZA-collecties. Op die manier biedt de ZIMS database onbeperkte mogelijkheden voor onderzoek en het gebruik van deze gegevens in onze kweekprogramma's van de Europese dierentuinen.

ZOO Antwerpen is blij om deze stap te zetten en het momentum te creëren om verder te gaan in dit verhaal. Voor veel dierenpopulaties hebben we nog stamouders in onze populatie zitten, waarvan het nu hét moment is om daar stalen van te verzamelen.