Οργανοειδή αδένα δηλητηρίου φιδιών
Κάθε χρόνο, το ισοδύναμο του συνολικού πληθυσμού της Tuscaloosa της Αλαμπάμα —λίγο περισσότεροι από 100.000 άνθρωποι— πεθαίνει παγκοσμίως από δαγκώματα φιδιών. Εφόσον ένα θύμα από δάγκωμα φιδιού είναι σε θέση να φτάσει στο δωμάτιο έκτακτης ανάγκης αρκετά γρήγορα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί αντιδηλωτικό για την αντιμετώπιση των θανατηφόρων επιπτώσεων ενός δαγκώματος. Αλλά το αντιδηλωτικό δεν είναι εύκολο να κατασκευαστεί. Φτιάχνεται με τη συλλογή δηλητηρίου από δηλητηριώδη φίδια και την έγχυση μικρών ποσοτήτων σε ένα κατοικίδιο ζώο όπως ένα άλογο. Τα αντισώματα που σχηματίζονται μπορούν στη συνέχεια να συλλεχθούν από το αίμα του αλόγου και να καθαριστούν για να παραχθεί ένα ολοκληρωμένο αντιδηλητήριο. Μέχρι εδώ, τόσο ξεκάθαρα.
Περιεχόμενα
- Πειράματα εν ψυχρώ
- Κλιμακώνοντάς το
Το πρόβλημα είναι να πιάσεις αρκετό δηλητήριο για να το φτιάξεις. Το Antivenom κατασκευάζεται επί του παρόντος πιάνοντας ή εκτρέφοντας φίδια, κρατώντας τα σε αιχμαλωσία και στη συνέχεια τακτικά «άρμεγμα» τους για να συλλέξει το δηλητήριο που παράγουν. Είναι μια θεραπεία του 19ου αιώνα που καθίσταται απαραίτητη από το γεγονός ότι η παραγωγή αντιδηλητηρίων δεν έχει αναπτυχθεί τόσο γρήγορα όσο άλλοι τομείς της βιοτεχνολογίας. Με 600 είδη δηλητηριωδών φιδιών, είναι επίσης μια εργασία έντασης εργασίας, η οποία ωστόσο αγωνίζεται να δημιουργήσει αρκετά αντίδοτα για να καλύψει τον αριθμό των ετήσιων τσιμπημάτων φιδιών. Θα μπορούσε η γενετική μηχανική να είναι η απάντηση;
Μια ομάδα τριών ερευνητών στο Πανεπιστήμιο της Ουτρέχτης στην Ολλανδία το πιστεύει. Και η ιδέα τους για την επίτευξή του είναι κάπως λαμπρή. Αντί να δημιουργήσουμε δηλητηριώδη φίδια που καλλιεργούνται στο εργαστήριο - μια ιδέα που, ειλικρινά, θα ακουγόταν καλή μόνο σε έναν από τους σεναριογράφους του Sharknado — έχουν βρει μια εναλλακτική λύση: Απλώς μεγαλώστε το μέρος του φιδιού που χρειάζεστε.
Πειράματα εν ψυχρώ
«Σκεφτήκαμε νέους τομείς για την οργανοειδή τεχνολογία [μας]», Χανς Κλέβερς, του οποίου το εργαστήριο πραγματοποίησε την εργασία, είπε στο Digital Trends. «Οι αδένες του δηλητηρίου των φιδιών ήταν ο πιο συναρπαστικός ιστός για εμάς. Ένα κύριο πρώτο εμπόδιο ήταν η απόκτηση ιστού φιδιού. Ευτυχώς, μια συνεργασία με τους ειδικούς σε φίδια Michael Richardson και Freek Vonk, καθώς και τον ολλανδικό ζωολογικό κήπο ερπετών «Serpo» και τοπικούς κτηνοτρόφους έλυσαν αυτό το πρόβλημα. Μετά από μερικούς μήνες βελτιστοποίησης των πρωτοκόλλων, καταφέραμε να αναπτύξουμε μικροσκοπικούς δηλητηριώδεις αδένες. Από τότε, βελτιστοποιούμε το πρωτόκολλο για την παραγωγή δηλητηρίου και έχουμε χαρακτηρίσει τα κύτταρα που παράγουν τις τοξίνες».
Ένα οργανοειδές, για όσους δεν το γνωρίζουν, είναι μια μικρογραφία και απλοποιημένη εκδοχή ενός οργάνου, με ρεαλιστική μικρο-ανατομία. Κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας βλαστοκύτταρα, τα οποία τους επιτρέπουν να αυτοοργανώνονται σε μια τρισδιάστατη καλλιέργεια για να μετατραπούν στο όργανο που υποτίθεται ότι θα αναπαραχθούν. Το αναδυόμενο όργανο είναι μια συστάδα κυττάρων διαμέτρου περίπου 1 χιλιοστού. Τα οργανοειδή έχουν δημιουργηθεί από διάφορα εργαστήρια σε όλο τον κόσμο, προσεγγίζοντας τα όργανα που κυμαίνονται από νεφρά προς την μικροσκοπικοί, μη συνειδητοί εγκέφαλοι. Σε αυτή την περίπτωση, τα δηλητηριώδη οργανοειδή μοιάζουν με ένα μικροσκοπικό μπαλόνι σε μέγεθος μπιζελιού γεμάτο με υγρό. Κάτι που θα ήταν ιδιαιτέρως απάνθρωπο να πυροβολεί σε όλη την τάξη σαν μια ράβδο σούβλας.
«Η ομάδα μας σημείωσε επιτυχία τα τελευταία 10 χρόνια στην καλλιέργεια οργανοειδών από διάφορους ανθρώπινους ιστούς». Joep Beumer, εξήγησε ένας άλλος ερευνητής του έργου. «Για να τα δημιουργήσουμε, συλλέγουμε βλαστοκύτταρα από ιστό ενηλίκου και τα ενσωματώνουμε σε ένα τζελ σε ένα τρυβλίο Petri. Με το σωστό μείγμα αυξητικού παράγοντα, τα βλαστοκύτταρα θα διαιρεθούν και θα δημιουργήσουν μίνι όργανα που περιέχουν τους διαφορετικούς τύπους κυττάρων ενός ιστού».
Τα δείγματα ιστού για τα οργανοειδή του δηλητηρίου ελήφθησαν από ιστό αδένων από έμβρυα φιδιών μέσα σε αυγά ή, σε μία περίπτωση, από ένα φίδι κατοικίδιων ζώων που είχε καταρριφθεί ως αποτέλεσμα ασθένειας. Για να αναπτυχθούν τα οργανοειδή του αδένα, η ομάδα έπρεπε να κάνει μερικές αλλαγές στην κανονική προσέγγισή τους. Τα φίδια είναι ψυχρόαιμα. Τα οργανοειδή πρωτόκολλα θηλαστικών αναπτύσσονται κανονικά σε θερμοκρασία 37 βαθμών Κελσίου (99 βαθμούς Φαρενάιτ). Δυστυχώς, αυτό δεν λειτούργησε για τα οργανοειδή του φιδιού. Σε αυτή τη θερμοκρασία, τα οργανοειδή υπέστησαν απόκριση θερμικού σοκ και πέθαναν. Ως αποτέλεσμα, έπρεπε να κατεβάσουν τη θερμοκρασία στους 32 βαθμούς Κελσίου. Είναι μια επίδειξη του πώς, ακόμη και σε αυτή την κλίμακα, οι έννοιες και οι οδοί σηματοδότησης των ενήλικων βλαστοκυττάρων διατηρούνται σε οργανοειδή.
Κλιμακώνοντάς το
«Κάθε ιστός έχει τα δικά του χαρακτηριστικά τα οποία στοχεύουμε να μοντελοποιήσουμε με οργανοειδή», είπε Yorick Post, ο τρίτος ερευνητής στο έργο. «Για τον αδένα του δηλητηρίου των φιδιών αυτή ήταν μια πολύ προφανής περίπτωση: θα έκαναν δηλητήριο; Γνωρίζαμε ότι οι δυνατότητες αυτής της τεχνολογίας θα εξαρτιόταν σε μεγάλο βαθμό από την ικανότητα παραγωγής των διαφορετικών τοξινών που αποτελούν το δηλητήριο του φιδιού. Έτσι, ήμασταν πολύ ενθουσιασμένοι όταν βρήκαμε τοξίνες - πρώτα σε RNA και αργότερα σε επίπεδο πρωτεΐνης».
Αυτό το έργο είναι εξαιρετικά υποσχόμενο. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι θα μπορούσε ενδεχομένως να πάει πέρα από την απλή αποκοπή του τμήματος εκτροφής φιδιών της διαδικασίας κατά του δηλητηρίου. Πιστεύουν ότι μπορεί να είναι δυνατό να αναπτυχθούν τα κύτταρα του ανοσοποιητικού που παράγονται συνήθως από τα ζώα μέσα σε ένα πιάτο. Εκτός από το αντιδηλωτικό, η προσέγγιση θα μπορούσε επίσης να είναι χρήσιμη για την ανάπτυξη φαρμακευτικών ενώσεων που βασίζονται σε συστατικά που βρίσκονται στο δηλητήριο του φιδιού. Για παράδειγμα, υπάρχει ένας συγκεκριμένος τύπος φαρμάκου για την αρτηριακή πίεση που δημιουργείται από μια τοξίνη που παράγεται από τη δηλητηριώδη οχιά της Βραζιλίας.
Και όσον αφορά, χωρίς λογοπαίγνιο, την κλιμάκωση του μέρους του έργου; «Αυτό είναι ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα της οργανοειδούς τεχνολογίας», είπε ο Clevers. «Μόλις εγκατασταθεί, μπορούμε να επεκτείνουμε τον ιστό [με έναν] σχεδόν απεριόριστο [τρόπο]. Αυτό μπορεί να βοηθήσει στη διατήρηση βιώσιμων κυττάρων πολλών ειδών φιδιών, καθώς μπορούν να καταψυχθούν και να αποψυχθούν εύκολα. [Μπορεί επίσης να μας βοηθήσει] να δημιουργήσουμε μεγάλους αριθμούς κυττάρων που παράγουν δηλητήριο. Θα χρειαστούν περαιτέρω βελτιώσεις στην παραγωγή και τη συγκομιδή δηλητηρίου για να καταστεί αυτή η προσέγγιση οικονομικά αποδοτική. Εργαζόμαστε ενεργά προς αυτούς τους στόχους».
Ένα χαρτί που περιγράφει το έργο ήταν δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Cell.
Συστάσεις των συντακτών
- Τα εξελισσόμενα, αυτοαναπαραγόμενα ρομπότ είναι εδώ — αλλά μην ανησυχείτε για μια εξέγερση
- Πιθανότατα βλέπετε περισσότερη προπαγάνδα στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης, αλλά μην κατηγορείτε τα ρομπότ
- Μην ανησυχείτε μήπως χτυπήσετε το γιοτ σας. Η βοήθεια στάθμευσης για τα σκάφη είναι επιτέλους εδώ
- Τα ρομπότ μπορούν να πιέζουν τα παιδιά από τους συνομηλίκους, αλλά μην νομίζετε ούτε στιγμή ότι έχουμε ανοσία
- Μην ανησυχείτε: Μικρορομπότ που μοιάζουν με αράχνη θα μπουν κάτω από το δέρμα σας… με καλό τρόπο
Αναβαθμίστε τον τρόπο ζωής σαςΤο Digital Trends βοηθά τους αναγνώστες να παρακολουθούν τον γρήγορο κόσμο της τεχνολογίας με όλα τα τελευταία νέα, διασκεδαστικές κριτικές προϊόντων, διορατικά editorial και μοναδικές κρυφές ματιές.
