Tutkijat ovat kasvattaneet käärmeen myrkkyrauhasia astiassa. Tässä on syy.

Joka vuosi noin 100 000 ihmistä, joka vastaa Tuscaloosan, Alabaman, koko väestöä, kuolee maailmanlaajuisesti käärmeen puremiin. Edellyttäen, että käärmeen pureman uhri pääsee päivystykseen riittävän nopeasti, antivenomia voidaan käyttää pureman tappavien vaikutusten torjumiseen. Mutta antivenomia ei ole helppo valmistaa. Se valmistetaan keräämällä myrkkyä myrkyllisistä käärmeistä ja ruiskuttamalla sitä pieniä määriä kotieläimeen, kuten hevoseen. Muodostuvat vasta-aineet voidaan sitten kerätä hevosen verestä ja puhdistaa lopullisen antimyrkyn valmistamiseksi. Toistaiseksi niin suoraviivaista.

Ongelmana on saada tarpeeksi myrkkyä sen tekemiseen. Antivenomia valmistetaan tällä hetkellä pyydystämällä tai kasvattamalla käärmeitä, pitämällä niitä vankeudessa ja sitten säännöllisesti "lypsemällä" niitä kerätäkseen niiden tuottaman myrkyn. Se on 1800-luvun hoito, jonka on tehnyt välttämättömäksi se, että myrkkyjen vastainen tuotanto ei ole kehittynyt yhtä nopeasti kuin muut biotekniikan osa-alueet. 600 myrkyllisen käärmelajin kanssa se on myös työvoimavaltaista työtä, jolla on kuitenkin vaikeuksia luoda vastalääkkeitä, jotka vastaavat vuosittaisten käärmeen puremien määrää. Voisiko geenitekniikka olla vastaus?

Alankomaiden Utrechtin yliopiston kolmen tutkijan ryhmä on sitä mieltä. Ja heidän ideansa sen saavuttamiseksi on loistava. Sen sijaan, että luotaisiin laboratoriossa kasvatettuja myrkyllisiä käärmeitä – ajatus, joka suoraan sanottuna kuulostaisi hyvältä vain yhdelle elokuvan käsikirjoittajista. Sharknado - he ovat keksineet vaihtoehtoisen ratkaisun: Kasvata yksinkertaisesti tarvitsemasi osa käärmeestä.

Kokeet kylmäverisesti

"Ajattelimme uusia alueita [organioiditeknologiallemme", Hans Clevers, jonka laboratorio suoritti työn, kertoi Digital Trendsille. ”Käärmeen myrkkyrauhaset olivat meille kiehtovin kudos. Suurin ensimmäinen este oli käärmekudoksen hankkiminen. Onneksi yhteistyö käärmeasiantuntijoiden Michael Richardsonin ja Freek Vonkin sekä hollantilaisen matelijaeläintarhan "Serpo" ja paikallisten kasvattajien kanssa ratkaisi tämän ongelman. Muutaman kuukauden ajan protokollien optimoinnin jälkeen onnistuimme kasvattamaan miniatyyrimyrkkyrauhasia. Siitä lähtien olemme optimoineet protokollaa myrkkyjen tuottamiseksi ja karakterisoineet myrkkyjä tuottavat solut.

Organoidi on niille, jotka eivät tunne sitä, miniatyrisoitu ja yksinkertaistettu versio elimestä, jossa on realistinen mikroanatomia. Ne on valmistettu käyttämällä kantasoluja, jotka antavat niiden itseorganisoitua kolmiulotteisessa kulttuurissa muuttuakseen elimeksi, jota niiden on tarkoitus replikoida. Syntyvä elin on solurypäle, jonka halkaisija on noin 1 millimetri. Eri laboratoriot ympäri maailmaa ovat luoneet organoideja, jotka ovat lähellä elimiä, jotka vaihtelevat munuaiset to pienet, tajuttomat aivot. Tässä tapauksessa myrkylliset organoidit muistuttavat pientä herneenkokoista ilmapalloa, joka on täytetty nesteellä. Sellaisen, joka olisi erityisen epäinhimillistä ampua luokkahuoneessa kuin sylkipallovanu.

"Ryhmämme on viimeisten 10 vuoden aikana onnistunut kasvattamaan organoideja erilaisista ihmiskudoksista." Joep Beumer, toinen hankkeen tutkija, selitti. "Näiden tuottamiseksi keräämme kantasoluja aikuisen kudoksesta ja upotamme ne petrimaljassa olevaan geeliin. Oikealla kasvutekijäsekoituksella kantasolut jakautuvat ja synnyttävät minielimiä, jotka sisältävät yhden kudoksen eri solutyyppejä.

Kudosnäytteet myrkkyorganoideja varten otettiin käärmeen alkioiden rauhaskudoksesta munien sisällä tai yhdessä tapauksessa sairauden seurauksena lopetetusta lemmikkikäärmeestä. Kasvatakseen rauhasen organoideja, tiimin oli tehtävä muutamia muutoksia normaaliin lähestymistapaansa. Käärmeet ovat kylmäverisiä. Nisäkkään organoidiprotokollia kasvatetaan normaalisti 37 celsiusasteen (99 Fahrenheit-asteen) lämpötilassa. Valitettavasti tämä ei toiminut käärmeorganoideille. Tässä lämpötilassa organoidit kärsivät lämpöshokkivasteesta ja kuolivat. Tämän seurauksena lämpötila joutui laskemaan 32 asteeseen. Se on osoitus siitä, kuinka jopa tässä mittakaavassa aikuisen kantasolujen käsitteet ja signalointireitit säilyvät organoideissa.

Skaalata sitä

"Jokaisella kudoksella on omat ominaisuutensa, joita pyrimme mallintamaan organoideilla", sanoi Yorick Post, hankkeen kolmas tutkija. ”Käärmeen myrkkyrauhaselle tämä oli hyvin ilmeinen tapaus: tekisivätkö ne myrkkyä? Tiesimme, että tämän tekniikan mahdollisuudet riippuisivat suuresti kyvystä tuottaa erilaisia ​​myrkkyjä, jotka muodostavat käärmeen myrkyn. Olimme siis erittäin innoissamme, kun löysimme myrkkyjä – ensin RNA: sta ja myöhemmin proteiinitasolta.”

Tämä työ on erittäin lupaava. Tutkijat uskovat, että se voisi mahdollisesti ylittää vain käärmeviljelyn osan leikkaamisen myrkyn vastaisesta prosessista. He uskovat, että saattaa olla mahdollista kasvattaa immuunisoluja, joita eläimet yleensä tuottavat astiassa. Antimyrkyn ohella lähestymistapa voisi olla hyödyllinen myös käärmeen myrkkyssä löydettyihin komponentteihin perustuvien lääkeyhdisteiden kehittämisessä. Esimerkiksi on olemassa tietyntyyppinen verenpainelääke, joka on luotu myrkyllisen brasilialaisen kuoppakyyn tuottamasta toksiinista.

Ja mitä tulee, ei sanapeliä tarkoitettu, projektin skaalaus? "Tämä on yksi organoiditekniikan tärkeimmistä eduista", Clevers sanoi. "Kun on perustettu, voimme laajentaa kudosta [melko rajoittamattomalla tavalla]. Tämä voi auttaa säilyttämään monien käärmelajien eläviä soluja, koska ne voidaan pakastaa ja sulattaa helposti. [Se voi myös auttaa meitä] tuottamaan suuria määriä myrkkyä tuottavia soluja. Lisäparannuksia myrkkyjen tuotantoon ja keräämiseen tarvitaan, jotta tämä lähestymistapa olisi kustannustehokas. Työskentelemme aktiivisesti näiden tavoitteiden eteen."

Työtä kuvaava paperi oli julkaistiin äskettäin Cell-lehdessä.

Toimittajien suositukset

• Kehittyvät, itseään replikoivat robotit ovat täällä – mutta älä huoli kansannoususta
• Näet todennäköisesti enemmän sosiaalisen median propagandaa, mutta älä syytä botteja
• Älä ole huolissasi jahtisi kolhumisesta. Veneiden pysäköintitutka on vihdoin täällä
• Robotit voivat painostaa lapsia, mutta älä ajattele hetkeäkään, että olemme immuuneja
• Älä häiritse: Hämähäkkimäiset mikrobotit pääsevät ihosi alle… hyvällä tavalla

Päivitä elämäntapasiDigital Trends auttaa lukijoita pysymään tekniikan nopeatempoisessa maailmassa uusimpien uutisten, hauskojen tuotearvostelujen, oivaltavien toimitusten ja ainutlaatuisten kurkistusten avulla.