Organoides de glándulas venenosas de serpiente
Cada año, el equivalente a la población total de Tuscaloosa, Alabama (un poco más de 100.000 personas) muere en todo el mundo como resultado de mordeduras de serpientes. Siempre que la víctima de una mordedura de serpiente pueda llegar a la sala de emergencias lo suficientemente rápido, se puede usar un antídoto para contrarrestar los efectos mortales de una mordedura. Pero el antídoto no es fácil de fabricar. Se elabora recolectando veneno de serpientes venenosas e inyectando pequeñas cantidades en un animal doméstico como un caballo. Los anticuerpos que se forman pueden luego recolectarse de la sangre del caballo y purificarse para producir un antídoto terminado. Hasta ahora, todo muy sencillo.
Contenido
- Experimentos a sangre fría
- Ampliarlo
El problema es conseguir suficiente veneno para lograrlo. Actualmente, el antídoto se fabrica capturando o criando serpientes, manteniéndolas en cautiverio y luego “ordeñandolas” regularmente para recolectar el veneno que producen. Es un tratamiento del siglo XIX que se hace necesario por el hecho de que la producción de antídotos no se ha desarrollado tan rápido como otras áreas de la biotecnología. Con 600 especies de serpientes venenosas, también es un trabajo que requiere mucha mano de obra y que, sin embargo, lucha por crear antídotos suficientes para cubrir el número de mordeduras de serpientes anuales. ¿Podría la ingeniería genética ser la respuesta?
Así lo cree un grupo de tres investigadores de la Universidad de Utrecht, en los Países Bajos. Y su idea para lograrlo es algo brillante. En lugar de crear serpientes venenosas cultivadas en laboratorio (una idea que, francamente, sólo le parecería bien a uno de los guionistas de Sharknado - se les ocurrió una solución alternativa: simplemente haga crecer la parte de la serpiente que necesita.
Experimentos a sangre fría
"Estábamos pensando en áreas novedosas para [nuestra] tecnología de organoides". Hans Clevers, cuyo laboratorio llevó a cabo el trabajo, dijo a Digital Trends. “Las glándulas de veneno de serpiente eran el tejido más fascinante para nosotros. El primer obstáculo principal fue obtener tejido de serpiente. Afortunadamente, una colaboración con los expertos en serpientes Michael Richardson y Freek Vonk, así como con el zoológico de reptiles holandés "Serpo" y criadores locales resolvió este problema. Después de algunos meses de optimizar los protocolos, logramos cultivar glándulas venenosas en miniatura. Desde entonces, hemos estado optimizando el protocolo para producir veneno y hemos caracterizado las células que producen las toxinas”.
Un organoide, para quienes no están familiarizados con él, es una versión miniaturizada y simplificada de un órgano, completa con una microanatomía realista. Están elaborados con células madre, que les permiten autoorganizarse en un cultivo tridimensional para transformarse en el órgano que se supone deben replicar. El órgano emergente es un grupo de células de aproximadamente 1 milímetro de ancho. Varios laboratorios de todo el mundo han creado organoides, aproximando órganos que van desde riñones a Cerebros en miniatura, inconscientes.. En este caso, los organoides venenosos se parecen a un pequeño globo del tamaño de un guisante lleno de líquido. Uno que sería particularmente inhumano disparar a través del aula como si fuera un fajo de saliva.
"Nuestro grupo ha tenido éxito en los últimos 10 años en el cultivo de organoides a partir de una variedad de tejidos humanos". Joep Beumer, explicó otro investigador del proyecto. “Para generarlos, recolectamos células madre de tejido adulto y las incrustamos en un gel en una placa de Petri. Con la combinación adecuada de factores de crecimiento, las células madre se dividirán y darán lugar a miniórganos que contienen los diferentes tipos de células de un tejido”.
Las muestras de tejido para los organoides del veneno se tomaron del tejido glandular de embriones de serpiente dentro de huevos o, en un caso, de una serpiente mascota que había sido sacrificada como resultado de una enfermedad. Para hacer crecer los organoides glandulares, el equipo tuvo que realizar algunos cambios en su enfoque normal. Las serpientes son de sangre fría. Los protocolos de organoides de mamíferos normalmente se cultivan a una temperatura de 37 grados Celsius (99 grados Fahrenheit). Desafortunadamente, esto no funcionó para los organoides de serpientes. A esta temperatura, los organoides sufrieron una respuesta de choque térmico y murieron. Como resultado, tuvieron que bajar la temperatura a 32 grados centígrados. Es una demostración de cómo, incluso a esta escala, los conceptos y las vías de señalización de las células madre adultas se conservan en los organoides.
Ampliarlo
"Cada tejido tiene sus propias características que pretendemos modelar con organoides", dijo Publicación de Yorick, el tercer investigador del proyecto. “Para las glándulas del veneno de serpiente este era un caso muy obvio: ¿producirían veneno? Sabíamos que el potencial de esta tecnología dependería en gran medida de la capacidad de producir las diferentes toxinas que constituyen el veneno de serpiente. Así que nos emocionamos mucho cuando encontramos toxinas, primero en el ARN y luego en el nivel de proteína”.
Este trabajo es extremadamente prometedor. Los investigadores creen que potencialmente podría ir más allá de simplemente eliminar la parte del proceso antídoto de cría de serpientes. Creen que podría ser posible cultivar células inmunes que normalmente producen los animales dentro de un plato. Además del antídoto, el enfoque también podría ser útil para ayudar a desarrollar compuestos farmacológicos basados en componentes que se encuentran en el veneno de serpiente. Por ejemplo, existe un cierto tipo de medicamento para la presión arterial que se crea a partir de una toxina producida por la venenosa víbora brasileña.
¿Y en cuanto a, sin juego de palabras, la parte de ampliación del proyecto? "Esta es una de las principales ventajas de la tecnología organoide", dijo Clevers. “Una vez establecido, podemos expandir el tejido [de] manera prácticamente ilimitada. Esto puede ayudar a preservar las células viables de muchas especies de serpientes, ya que se pueden congelar y descongelar fácilmente. [También puede ayudarnos] a generar una gran cantidad de células productoras de veneno. Se necesitarán más mejoras en la producción y recolección de veneno para que este enfoque sea rentable. Estamos trabajando activamente para lograr estos objetivos”.
Un artículo que describe el trabajo fue publicado recientemente en la revista Cell.
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