ヘビ毒腺オルガノイド
毎年、アラバマ州タスカルーサの総人口に相当する10万人をわずかに超える人々が、ヘビに噛まれたために世界中で死亡しています。 ヘビに噛まれた被害者が十分に早く救急治療室に到着できれば、咬傷による致命的な影響に対抗するために抗毒薬を使用できます。 しかし、抗毒素の製造は簡単ではありません。 毒ヘビから毒を採取し、それを馬などの家畜に少量注射して作られます。 形成された抗体は馬の血液から収集され、精製されて最終的な抗毒が作られます。 ここまではとても簡単です。
コンテンツ
- 冷血の実験
- スケールアップする
問題は、それを作るのに十分な毒を入手することです。 抗毒素は現在、ヘビを捕獲または繁殖させて飼育し、定期的に「搾乳」してヘビが生成する毒を集めることで製造されています。 これは 19 世紀に行われた治療法で、抗毒素の生産が他のバイオテクノロジー分野ほど急速に発展していないという事実によって必要になりました。 600 種の毒ヘビが生息しており、年間のヘビに噛まれる数に見合うだけの解毒剤を作るのは大変な労働集約的な仕事でもあります。 遺伝子工学が答えになるでしょうか?
オランダのユトレヒト大学の3人の研究者グループはそう考えている。 そして、それを達成するための彼らのアイデアは、ある意味素晴らしいです。 実験室で育てられた毒ヘビを作るのではなく、率直に言って、このアイデアは映画の脚本家の一人にしか聞こえないでしょう。 シャークネード — 彼らは別の解決策を考え出しました。単にヘビの必要な部分を成長させるだけです。
冷血の実験
「私たちは、オルガノイド技術の新しい分野について考えていました。」 ハンス・クレバースの研究室がこの研究を実施したとデジタル・トレンドに語った。 「ヘビ毒腺は私たちにとって最も魅力的な組織でした。 主な最初のハードルは、ヘビの組織を入手することでした。 幸いなことに、ヘビの専門家であるマイケル・リチャードソン氏とフリーク・フォンク氏、オランダの爬虫類動物園「セルポ」および地元のブリーダーとの協力により、この問題は解決されました。 数か月かけてプロトコルを最適化した後、小型毒腺の成長に成功しました。 それ以来、私たちは毒を生成するプロトコルを最適化し、毒素を生成する細胞の特徴を明らかにしてきました。」
オルガノイドに詳しくない人のために簡単に説明すると、オルガノイドは、現実的な微細解剖学を備えた、臓器の小型化および簡略化されたバージョンです。 これらは幹細胞を使用して作られており、幹細胞を使用することで三次元培養内で自己組織化し、複製すべき器官に変化します。 出現した器官は直径約 1 ミリメートルの細胞の塊です。 オルガノイドは、世界中のさまざまな研究室によって作成されており、以下の範囲の臓器に近似しています。 腎臓 に 意識を持たない小型の脳. この場合、有毒オルガノイドは、液体で満たされた小さな豆粒大の風船に似ています。 教室中に串刺しの札束のように発砲するのは特に非人道的だ。
「私たちのグループは過去10年間、さまざまなヒト組織からオルガノイドを成長させることに成功してきました。」 ジョープ・ボイマーとプロジェクトの別の研究者が説明した。 「これらを生成するには、成人組織から幹細胞を採取し、ペトリ皿内のゲルに埋め込みます。 適切な成長因子の混合により、幹細胞は分裂し、1 つの組織のさまざまな細胞タイプを含むミニ臓器を生成します。」
毒オルガノイドの組織サンプルは、卵内のヘビの胚の腺組織から採取されたか、ある例では病気で殺処分されたペットのヘビから採取されました。 腺オルガノイドを成長させるために、チームは通常のアプローチにいくつかの変更を加える必要がありました。 ヘビは冷血です。 哺乳類オルガノイドのプロトコルは通常、摂氏 37 度 (華氏 99 度) の温度で増殖します。 残念ながら、これはヘビオルガノイドには機能しませんでした。 この温度では、オルガノイドはヒートショック反応を起こして死亡しました。 その結果、気温を摂氏32度まで下げる必要がありました。 これは、この規模であっても、成体幹細胞の概念とシグナル伝達経路がオルガノイドでどのように保存されているかを示すものです。
スケールアップする
「すべての組織には独自の特徴があり、それをオルガノイドでモデル化することを目指しています」と氏は述べた。 ヨリックポスト、プロジェクトの3人目の研究者。 「ヘビ毒腺にとって、これは非常に明白なケースでした。ヘビ毒腺は毒を作るのでしょうか？ この技術の可能性は、ヘビ毒を構成するさまざまな毒素を生成する能力に大きく左右されることを私たちは知っていました。 そのため、最初は RNA レベルで、その後はタンパク質レベルで毒素を発見したとき、私たちは非常に興奮しました。」
この作品は非常に期待が持てる作品です。 研究者らは、これは抗毒プロセスのヘビ養殖部分を単に排除するだけでなく、潜在的にも可能性があると考えている。 彼らは、通常は動物によって産生される免疫細胞を皿の中で増殖させることが可能であるかもしれないと考えている。 このアプローチは、抗毒薬と並んで、ヘビ毒に含まれる成分に基づく薬剤化合物の開発にも役立つ可能性がある。 たとえば、有毒なブラジルマムシが生成する毒素から作られたある種の血圧の薬があります。
そして、冗談ではありませんが、プロジェクトのスケールアップ部分についてはどうでしょうか？ 「これがオルガノイド技術の主な利点の1つです」とクレヴァーズ氏は言う。 「一度確立すると、ほぼ無制限に組織を拡張できます。 これは、多くのヘビ種の生存細胞を簡単に凍結および解凍できるため、保存するのに役立ちます。 [また、それは] 大量の毒生成細胞を生成するのにも役立ちます。 このアプローチをコスト効率よく行うためには、毒の生産と収集をさらに改善する必要があります。 私たちはこれらの目標に向けて積極的に取り組んでいます。」
その仕事を説明した論文は、 最近Cell誌に掲載されました.
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