Vědci vypěstovali hadí jedové žlázy v misce. Zde je důvod.

Každý rok zemře na celém světě na následky hadího uštknutí ekvivalent celkové populace Tuscaloosy v Alabamě – o něco více než 100 000 lidí. Za předpokladu, že se oběť uštknutí hadem dokáže dostat na pohotovost dostatečně rychle, lze proti jedu čelit smrtícím účinkům uštknutí. Ale antijed není snadné vyrobit. Vyrábí se sběrem jedu z jedovatých hadů a jeho injekcí v malých množstvích do domácího zvířete, jako je kůň. Protilátky, které se vytvoří, pak mohou být shromážděny z krve koně a purifikovány, aby se vytvořil hotový protijed. Zatím tak přímočaré.

Problém je sehnat dostatek jedu, aby to bylo možné. Antivenom se v současnosti vyrábí chytáním nebo chovem hadů, jejich držením v zajetí a jejich pravidelným „dojením“, aby se shromáždil jed, který produkují. Jedná se o léčbu z 19. století, která je nezbytná vzhledem k tomu, že výroba protijedů se nevyvíjela tak rychle jako jiné oblasti biotechnologie. S 600 druhy jedovatých hadů je to také pracná práce, která se však snaží vytvořit dostatečné množství protijedů, které by pokrylo počet každoročních hadích uštknutí. Mohlo by být odpovědí genetické inženýrství?

Myslí si to skupina tří výzkumníků z Utrechtské univerzity v Nizozemsku. A jejich nápad, jak toho dosáhnout, je svým způsobem geniální. Spíše než vytvářet jedovaté hady pěstované v laboratoři – nápad, který by, upřímně řečeno, zněl dobře jen jednomu ze scénáristů Sharknado — přišli s alternativním řešením: jednoduše vypěstujte část hada, kterou potřebujete.

Experimenty chladnokrevně

„Přemýšleli jsme o nových oblastech pro [naši] organoidní technologii,“ Hans Chytrý, jehož laboratoř práci prováděla, řekl Digital Trends. "Žlázy s hadím jedem byly pro nás tou nejfascinující tkání." První hlavní překážkou bylo získat hadí tkáň. Naštěstí tento problém vyřešila spolupráce s odborníky na hady Michaelem Richardsonem a Freekem Vonkem, stejně jako s holandskou zoo plazů ‚Serpo‘ a místními chovateli. Po několika měsících optimalizace protokolů jsme byli úspěšní v pěstování miniaturních jedových žláz. Od té doby optimalizujeme protokol pro produkci jedu a charakterizujeme buňky, které produkují toxiny.

Organoid, pro ty, kteří ho neznají, je miniaturizovaná a zjednodušená verze orgánu, doplněná realistickou mikroanatomií. Jsou vyrobeny pomocí kmenových buněk, které jim umožňují samoorganizovat se v trojrozměrné kultuře, aby se přeměnily na orgán, který mají replikovat. Vznikající orgán je shluk buněk o průměru asi 1 milimetr. Organoidy byly vytvořeny různými laboratořemi po celém světě a přibližují orgány, které sahají od ledviny na miniaturní, nevědomé mozky. V tomto případě jedovaté organoidy připomínají maličký balónek velikosti hrášku naplněný tekutinou. Takový, který by bylo obzvlášť nehumánní střílet přes třídu jako kouli spitballu.

"Naše skupina byla v posledních 10 letech úspěšná v pěstování organoidů z různých lidských tkání," Joep Beumer, vysvětlil další výzkumník projektu. "Abychom je vytvořili, sbíráme kmenové buňky z dospělé tkáně a vkládáme je do gelu v Petriho misce." Se správnou směsí růstových faktorů se kmenové buňky rozdělí a dají vzniknout miniorgánům obsahujícím různé typy buněk jedné tkáně.“

Vzorky tkáně pro jedové organoidy byly odebrány z tkáně žláz z hadích embryí uvnitř vajíček nebo v jednom případě z hada v zájmovém chovu, který byl utracen v důsledku nemoci. Aby tým mohl pěstovat organoidy žlázy, musel provést několik změn ve svém normálním přístupu. Hadi jsou chladnokrevní. Organoidní protokoly savců se normálně pěstují při teplotě 37 stupňů Celsia (99 stupňů Fahrenheita). Bohužel to nefungovalo pro hadí organoidy. Při této teplotě utrpěly organoidy tepelný šok a uhynuly. Kvůli tomu museli snížit teplotu na 32 stupňů Celsia. Je to ukázka toho, jak i v tomto měřítku jsou koncepty a signální dráhy dospělých kmenových buněk zachovány v organoidech.

Zvětšování

"Každá tkáň má své vlastní charakteristiky, které se snažíme modelovat pomocí organoidů," řekl Yorick Post, třetí řešitel projektu. "Pro hadí jedovou žlázu to byl velmi zřejmý případ: vyrobili by jed?" Věděli jsme, že potenciál této technologie bude do značné míry záviset na schopnosti produkovat různé toxiny, které tvoří hadí jed. Takže jsme byli velmi nadšení, když jsme našli toxiny – nejprve na RNA a později na úrovni proteinů.“

Tato práce je mimořádně slibná. Vědci se domnívají, že by to mohlo potenciálně přesahovat pouhé vyřazení části procesu proti jedu chovu hadů. Věří, že by mohlo být možné pěstovat imunitní buňky, které jsou obvykle produkovány zvířaty uvnitř misky. Kromě protijedu by tento přístup mohl být užitečný také pro pomoc při vývoji léčivých sloučenin založených na složkách nalezených v hadím jedu. Například existuje určitý typ léku na krevní tlak, který je vytvořen z toxinu produkovaného jedovatou zmijí brazilskou.

A pokud jde o rozšiřování části projektu, žádná slovní hříčka? "Toto je jedna z hlavních výhod organoidní technologie," řekl Clevers. "Jakmile se usadíme, můžeme tkáň rozšířit [v] v podstatě neomezeně [způsobem]. To může pomoci zachovat životaschopné buňky mnoha druhů hadů, protože je lze snadno zmrazit a rozmrazit. [Může nám také pomoci] vytvářet velké množství buněk produkujících jed. Aby byl tento přístup nákladově efektivní, bude zapotřebí dalších zlepšení v produkci a sklizni jedu. Na dosažení těchto cílů aktivně pracujeme."

Papír popisující práci byl nedávno publikované v časopise Cell.

Doporučení redakce

• Vyvíjející se, samoreprodukující se roboti jsou tady – ale nebojte se povstání
• Pravděpodobně vidíte více propagandy sociálních médií, ale neobviňujte roboty
• Nedělejte si starosti s promáčknutím své jachty. Parkovací asistent pro lodě je konečně tady
• Roboti mohou na děti tlačit, ale ani na chvíli si nemyslete, že jsme imunní
• Nezlobte se: Pavoučí mikroboti se vám dostanou pod kůži… v dobrém slova smyslu

Upgradujte svůj životní stylDigitální trendy pomáhají čtenářům mít přehled o rychle se měnícím světě technologií se všemi nejnovějšími zprávami, zábavnými recenzemi produktů, zasvěcenými úvodníky a jedinečnými náhledy.