Organoidi žlijezda zmijskog otrova
Svake godine, ekvivalent ukupnoj populaciji Tuscaloosa, Alabama - nešto više od 100.000 ljudi - umre diljem svijeta od posljedica ugriza zmija. Pod uvjetom da žrtva ugriza zmije može dovoljno brzo doći do hitne pomoći, protiv smrtonosnih učinaka ugriza može se upotrijebiti protuotrov. Ali protuotrov nije lako proizvesti. Dobiva se skupljanjem otrova iz zmija otrovnica i ubrizgavanjem malih količina u domaću životinju kao što je konj. Protutijela koja se formiraju tada se mogu prikupiti iz konjske krvi i pročistiti kako bi se napravio gotov protuotrov. Za sada je sve jasno.
Sadržaj
- Hladnokrvni eksperimenti
- Skaliranje
Problem je nabaviti dovoljno otrova da ga napravimo. Protuotrov se trenutno proizvodi hvatanjem ili uzgojem zmija, držanjem u zatočeništvu, a zatim ih se redovito "muže" kako bi se skupio otrov koji proizvode. To je tretman iz 19. stoljeća koji je nužan zbog činjenice da se proizvodnja protuotrova nije razvila tako brzo kao druga područja biotehnologije. Uz 600 vrsta otrovnih zmija, to je također radno intenzivan posao koji se ipak bori da stvori dovoljno protuotrova da zadovolji broj godišnjih ugriza zmija. Može li genetski inženjering biti odgovor?
Grupa od tri istraživača sa Sveučilišta Utrecht u Nizozemskoj misli tako. A njihova ideja za postizanje toga je na neki način briljantna. Umjesto stvaranja laboratorijski uzgojenih zmija otrovnica - ideja koja bi, iskreno, zvučala dobro samo jednom od scenarista filma morski pas — smislili su alternativno rješenje: jednostavno uzgojite dio zmije koji vam je potreban.
Hladnokrvni eksperimenti
"Razmišljali smo o novim područjima za [našu] organoidnu tehnologiju," Hans Clevers, čiji je laboratorij izveo posao, rekao je za Digital Trends. “Zmijske otrovne žlijezde bile su nam najfascinantnije tkivo. Glavna prva prepreka bila je nabava zmijskog tkiva. Srećom, suradnja sa stručnjacima za zmije Michaelom Richardsonom i Freekom Vonkom, kao i nizozemskim zoološkim vrtom za reptile 'Serpo' i lokalnim uzgajivačima riješila je ovaj problem. Nakon nekoliko mjeseci optimizacije protokola, uspjeli smo uzgojiti minijaturne otrovne žlijezde. Od tada smo optimizirali protokol za proizvodnju otrova i karakterizirali stanice koje proizvode toksine.”
Organoid je, za one koji nisu upoznati s tim, minijaturizirana i pojednostavljena verzija organa, zajedno s realističnom mikro-anatomijom. Izrađene su pomoću matičnih stanica koje im omogućuju da se samoorganiziraju u trodimenzionalnu kulturu kako bi se transformirale u organ koji bi trebale replicirati. Organ u nastajanju je nakupina stanica promjera oko 1 milimetar. Organoide su stvorili različiti laboratoriji diljem svijeta, aproksimirajući organe koji se kreću od bubrega do minijaturni, nesvjesni mozgovi. U ovom slučaju, otrovni organoidi nalikuju malenom balonu veličine zrna graška ispunjenom tekućinom. Onaj koji bi bilo osobito nehumano ispaliti po učionici poput loptice.
"Naša grupa bila je uspješna u posljednjih 10 godina u uzgoju organoida iz raznih ljudskih tkiva," Joep Beumer, drugi istraživač na projektu, objasnio je. “Da bismo ih proizveli, sakupljamo matične stanice iz tkiva odrasle osobe i ugrađujemo ih u gel u petrijevoj zdjelici. S pravom mješavinom faktora rasta, matične stanice će se podijeliti i stvoriti mini-organe koji sadrže različite vrste stanica jednog tkiva.”
Uzorci tkiva za organoide otrova uzeti su iz tkiva žlijezda embrija zmija unutar jajašca ili, u jednom slučaju, od zmije kućnog ljubimca koja je usmrćena zbog bolesti. Kako bi uzgojili organoide žlijezde, tim je morao napraviti nekoliko promjena u svom uobičajenom pristupu. Zmije su hladnokrvne. Organoidni protokoli za sisavce normalno se uzgajaju na temperaturi od 37 stupnjeva Celzija (99 stupnjeva Fahrenheita). Nažalost, to nije uspjelo za zmijske organoide. Na ovoj temperaturi, organoidi su doživjeli toplinski šok i umrli. Zbog toga su temperaturu morali spustiti na 32 stupnja Celzijusa. To je demonstracija kako su, čak i na ovoj razini, koncepti i signalni putovi odraslih matičnih stanica sačuvani u organoidima.
Skaliranje
"Svako tkivo ima svoje karakteristike koje želimo modelirati s organoidima", rekao je Yorick Post, treći istraživač na projektu. “Za zmijsku otrovnu žlijezdu ovo je bio vrlo očigledan slučaj: hoće li proizvoditi otrov? Znali smo da će potencijal ove tehnologije uvelike ovisiti o sposobnosti proizvodnje različitih toksina koji čine zmijski otrov. Stoga smo bili vrlo uzbuđeni kada smo pronašli toksine — prvo na razini RNK, a kasnije na razini proteina.”
Ovaj rad je izuzetno obećavajući. Istraživači misle da bi potencijalno moglo ići dalje od pukog izrezivanja dijela procesa protivotrova koji se odnosi na uzgoj zmija. Vjeruju da bi moglo biti moguće uzgojiti imunološke stanice koje obično proizvode životinje unutar jela. Uz protuotrov, pristup bi također mogao biti koristan za pomoć u razvoju spojeva lijekova koji se temelje na komponentama pronađenim u zmijskom otrovu. Na primjer, postoji određena vrsta lijeka za krvni tlak koji se proizvodi od toksina koji proizvodi otrovni brazilski poskok.
A što se tiče, bez namjere, povećanja dijela projekta? "Ovo je jedna od glavnih prednosti organoidne tehnologije", rekao je Clevers. “Jednom kada se uspostavi, možemo proširiti tkivo [na] prilično neograničen [način]. To može pomoći u očuvanju održivih stanica mnogih vrsta zmija, budući da se mogu lako zamrznuti i odmrznuti. [Također nam može pomoći] da stvorimo veliki broj stanica koje proizvode otrov. Bit će potrebna daljnja poboljšanja u proizvodnji i žetvi otrova kako bi ovaj pristup bio isplativ. Aktivno radimo prema tim ciljevima.”
Rad koji opisuje rad bio je nedavno objavljen u časopisu Cell.
Preporuke urednika
- Evolvirajući, samoreplicirajući roboti su ovdje - ali ne brinite o ustanku
- Vjerojatno vidite više propagande na društvenim mrežama, ali nemojte kriviti botove
- Ne brinite da ćete ulubiti svoju jahtu. Pomoć pri parkiranju za čamce napokon je tu
- Roboti mogu vršiti pritisak vršnjaka na djecu, ali nemojte ni na trenutak pomisliti da smo mi imuni
- Ne zavaravajte se: mikroboti poput pauka uvući će vam se pod kožu... na dobar način
Nadogradite svoj životni stilDigitalni trendovi pomažu čitateljima da prate brzi svijet tehnologije sa svim najnovijim vijestima, zabavnim recenzijama proizvoda, pronicljivim uvodnicima i jedinstvenim brzim pregledima.
