Учени отгледаха змийски отровни жлези в ястие. Ето защо.

Всяка година еквивалентът на общото население на Тускалуза, Алабама - малко повече от 100 000 души - умира по света в резултат на ухапвания от змии. При условие, че жертвата на ухапване от змия успее да стигне до спешното отделение достатъчно бързо, антиотровата може да се използва за противодействие на смъртоносните ефекти от ухапване. Но антиотровата не е лесна за производство. Произвежда се чрез събиране на отрова от отровни змии и инжектиране на малки количества от нея в домашно животно като кон. Образуваните антитела след това могат да бъдат събрани от кръвта на коня и пречистени, за да се получи готова противоотрова. Дотук всичко е ясно.

Проблемът е да се сдобиете с достатъчно отрова, за да го направите. Понастоящем антиотровата се произвежда чрез улавяне или отглеждане на змии, държането им в плен и след това редовното им „доене“, за да се събере отровата, която произвеждат. Това е лечение от 19-ти век, което се налага поради факта, че производството на антиотрова не се е развило толкова бързо, колкото други области на биотехнологиите. С 600 вида отровни змии, това също е трудоемка работа, която въпреки това се бори да създаде достатъчно противоотрови, за да отговори на броя на годишните ухапвания от змии. Може ли генното инженерство да е отговорът?

Група от трима изследователи от университета в Утрехт в Холандия смятат така. И идеята им за постигането му е брилянтна. Вместо да създаваме лабораторно отгледани отровни змии – идея, която, честно казано, би прозвучала добре само на един от сценаристите на Sharknado — те са измислили алтернативно решение: просто отгледайте частта от змията, от която се нуждаете.

Хладнокръвни експерименти

„Мислехме за нови области за [нашата] органоидна технология,“ Ханс Клевърс, чиято лаборатория е извършила работата, каза пред Digital Trends. „Змийските отровни жлези бяха най-очарователната тъкан за нас. Основното първо препятствие беше получаването на змийска тъкан. За щастие, сътрудничеството с експертите по змии Майкъл Ричардсън и Фрийк Вонк, както и холандската зоологическа градина за влечуги „Serpo“ и местни развъдчици разрешиха този проблем. След няколко месеца оптимизиране на протоколите успяхме да отгледаме миниатюрни отровни жлези. Оттогава оптимизираме протокола за производство на отрова и характеризираме клетките, които произвеждат токсините.

Органоидът, за тези, които не са запознати с него, е миниатюризирана и опростена версия на орган, пълна с реалистична микроанатомия. Те са направени с помощта на стволови клетки, които им позволяват да се самоорганизират в триизмерна култура, за да се трансформират в органа, който трябва да репликират. Появяващият се орган е група клетки с диаметър около 1 милиметър. Органоиди са създадени от различни лаборатории по света, като се доближават до органи, които варират от бъбреци да се миниатюрни, неосъзнати мозъци. В този случай отровните органоиди приличат на малък балон с размер на грахово зърно, пълен с течност. Такъв, който би било особено нехуманно да се стреля през класната стая като топка.

„Нашата група постигна успех през последните 10 години в отглеждането на органоиди от различни човешки тъкани,“ Джоеп Боймър, друг изследовател по проекта, обясни. „За да ги генерираме, събираме стволови клетки от възрастна тъкан и ги вграждаме в гел в петриево блюдо. С правилната комбинация от фактори на растежа стволовите клетки ще се разделят и ще дадат началото на мини-органи, съдържащи различните видове клетки на една тъкан.

Тъканните проби за отровните органоиди са взети от тъкан на жлеза от змийски ембриони в яйца или, в един случай, от домашна змия, която е била унищожена в резултат на заболяване. За да отгледат органоидите на жлезата, екипът трябваше да направи няколко промени в нормалния си подход. Змиите са студенокръвни. Органоидните протоколи за бозайници обикновено се отглеждат при температура от 37 градуса по Целзий (99 градуса по Фаренхайт). За съжаление, това не проработи за змийските органоиди. При тази температура органоидите претърпяха топлинен шок и умряха. В резултат на това те трябваше да свалят температурата до 32 градуса по Целзий. Това е демонстрация как, дори в този мащаб, концепциите и сигналните пътища на възрастните стволови клетки се запазват в органоидите.

Мащабирането му

„Всяка тъкан има свои собствени характеристики, които се стремим да моделираме с органоиди“, каза Йорик Пост, третият изследовател по проекта. „За змийската отровна жлеза това беше много очевиден случай: биха ли направили отрова? Знаехме, че потенциалът на тази технология ще зависи до голяма степен от способността да произвежда различни токсини, които съставляват змийската отрова. Така че бяхме много развълнувани, когато открихме токсини - първо на РНК, а по-късно и на протеиново ниво.

Тази работа е изключително обещаваща. Изследователите смятат, че потенциално може да надхвърли просто изрязването на частта от процеса на отглеждане на змии от процеса на антиотрова. Те вярват, че е възможно да се отглеждат имунни клетки, които обикновено се произвеждат от животни в чиния. Наред с антиотровата, подходът може да бъде полезен и за подпомагане на разработването на лекарствени съединения, базирани на компоненти, открити в змийската отрова. Например, има определен вид лекарство за кръвно налягане, което се създава от токсин, произведен от отровната бразилска усойница.

А що се отнася до, без да е игра на думи, разширяващата се част от проекта? „Това е едно от основните предимства на органоидната технология“, каза Клевърс. „Веднъж установени, можем да разширим тъканта [по] почти неограничен [начин]. Това може да помогне за запазването на жизнеспособни клетки на много видове змии, тъй като те могат лесно да бъдат замразени и размразени. [Може също да ни помогне] да генерираме голям брой клетки, произвеждащи отрова. Ще са необходими допълнителни подобрения в производството и събирането на отрова, за да се направи този подход икономически ефективен. Работим активно за тези цели.”

Беше документ, описващ работата наскоро публикувано в списание Cell.

Препоръки на редакторите

• Развиващи се, самовъзпроизвеждащи се роботи са тук, но не се тревожете за въстание
• Вероятно виждате повече пропаганда в социалните медии, но не обвинявайте ботовете
• Не се притеснявайте, че яхтата ви ще бъде вдлъбната. Асистентът за паркиране за лодки най-накрая е тук
• Роботите могат да оказват натиск от страна на връстниците си, но не си мислете нито за миг, че сме имунизирани
• Не се подслушвайте: подобни на паяк микроботове ще ви влязат под кожата... по добър начин

Надградете начина си на животDigital Trends помага на читателите да следят забързания свят на технологиите с всички най-нови новини, забавни ревюта на продукти, проницателни редакционни статии и единствени по рода си кратки погледи.