Organoider av slangegiftkjertel
Hvert år dør tilsvarende den totale befolkningen i Tuscaloosa, Alabama - litt mer enn 100 000 mennesker - over hele verden som følge av slangebitt. Forutsatt at et offer for slangebitt er i stand til å komme raskt nok til legevakten, kan antigift brukes til å motvirke de dødelige effektene av et bitt. Men antivenom er ikke lett å produsere. Den er laget ved å samle gift fra giftige slanger og injisere små mengder av det i et husdyr som en hest. Antistoffene som dannes kan deretter samles opp fra hestens blod og renses for å lage et ferdig antigift. Så langt, så enkelt.
Innhold
- Eksperimenter med kaldt blod
- Skalerer det opp
Problemet er å få tak i nok gift til å klare det. Antivenom produseres for tiden ved å fange eller avle slanger, holde dem i fangenskap og deretter regelmessig "melke" dem for å samle giften de produserer. Det er en behandling fra 1800-tallet som er nødvendig av det faktum at antigiftproduksjonen ikke har utviklet seg like raskt som andre områder innen bioteknologi. Med 600 arter av giftig slange, er det også en arbeidskrevende jobb som likevel sliter med å lage nok motgift til å møte antallet årlige slangebitt. Kan genteknologi være svaret?
Det mener en gruppe på tre forskere ved Utrecht University i Nederland. Og ideen deres for å oppnå det er ganske genial. I stedet for å lage laboratoriedyrkede giftslanger - en idé som ærlig talt bare ville høres bra ut for en av manusforfatterne til Sharknado – de har kommet opp med en alternativ løsning: Bare dyrk den delen av slangen du trenger.
Eksperimenter med kaldt blod
"Vi tenkte på nye områder for [vår] organoidteknologi," Hans Clevers, hvis laboratorium utførte arbeidet, fortalte Digital Trends. "Slangegiftkjertler var det mest fascinerende vevet for oss. Et viktig første hinder var å skaffe slangevev. Heldigvis løste et samarbeid med slangeekspertene Michael Richardson og Freek Vonk, samt den nederlandske reptildyrehagen ‘Serpo’ og lokale oppdrettere dette problemet. Etter noen måneder med optimalisering av protokollene, lyktes vi med å dyrke miniatyrgiftkjertler. Siden den gang har vi optimalisert protokollen for å produsere gift og har karakterisert cellene som lager giftstoffene."
En organoid, for de som ikke er kjent med den, er en miniatyrisert og forenklet versjon av et organ, komplett med realistisk mikroanatomi. De er laget ved hjelp av stamceller, som lar dem selvorganisere seg i en tredimensjonal kultur for å forvandle seg til organet de skal replikere. Det fremvoksende organet er en klump av celler rundt 1 millimeter i diameter. Organoider har blitt laget av forskjellige laboratorier rundt om i verden, tilnærmet organer som spenner fra nyrer til miniatyr, ikke-bevisste hjerner. I dette tilfellet ligner de giftige organoidene en liten ballong på størrelse med en erte fylt med væske. En som ville vært spesielt umenneskelig å skyte over klasserommet som en spyttebolle.
"Vår gruppe har vært vellykket de siste 10 årene med å dyrke organoider fra en rekke menneskelige vev," Joep Beumer, forklarte en annen forsker på prosjektet. "For å generere disse, høster vi stamceller fra voksent vev og legger dem inn i en gel i en petriskål. Med riktig vekstfaktorblanding vil stamcellene dele seg og gi opphav til miniorganer som inneholder de forskjellige celletypene i ett vev.
Vevsprøvene for giftorganoidene ble tatt fra kjertelvev fra slangeembryoer inne i egg, eller i ett tilfelle fra en kjæledyrslange som var blitt avlivet som følge av sykdom. For å dyrke kjertelorganoidene måtte teamet gjøre noen endringer i deres normale tilnærming. Slanger er kaldblodige. Pattedyrs organoidprotokoller dyrkes normalt ved en temperatur på 37 grader Celsius (99 grader Fahrenheit). Dessverre fungerte ikke dette for slangeorganoidene. Ved denne temperaturen fikk organoidene varmesjokkrespons og døde. Som et resultat måtte de senke temperaturen til 32 grader celsius. Det er en demonstrasjon av hvordan, selv i denne skalaen, konseptene og signalveiene til voksne stamceller er bevart i organoider.
Skalerer det opp
"Hvert vev har sine egne egenskaper som vi tar sikte på å modellere med organoider," sa Yorick Post, den tredje forskeren på prosjektet. "For slangegiftkjertelen var dette et veldig åpenbart tilfelle: ville de lage gift? Vi visste at potensialet til denne teknologien i stor grad ville avhenge av evnen til å produsere de forskjellige giftstoffene som utgjør slangegift. Så vi var veldig spente da vi fant giftstoffer - først på RNA, og senere på proteinnivået."
Dette arbeidet er svært lovende. Forskerne tror det potensielt kan gå lenger enn bare å kutte ut slangeoppdrettsdelen av antigiftprosessen også. De tror det kan være mulig å dyrke immuncellene som vanligvis produseres av dyr i en tallerken. Ved siden av antivenom kan tilnærmingen også være nyttig for å hjelpe til med å utvikle legemiddelforbindelser basert på komponenter som finnes i slangegift. For eksempel er det en viss type blodtrykksmedisin som er laget av et giftstoff produsert av den giftige brasilianske pithoggormen.
Og når det gjelder, uten ordspill, oppskaleringsdelen av prosjektet? "Dette er en av hovedfordelene med organoidteknologi," sa Clevers. "Når vi er etablert, kan vi utvide vevet [på en] ganske ubegrenset [måte]. Dette kan bidra til å bevare levedyktige celler fra mange slangearter, da de lett kan fryses og tines. [Det kan også hjelpe oss] å generere et stort antall giftproduserende celler. Ytterligere forbedringer i giftproduksjon og høsting vil være nødvendig for å gjøre denne tilnærmingen kostnadseffektiv. Vi jobber aktivt mot disse målene."
Et papir som beskriver arbeidet var nylig publisert i tidsskriftet Cell.
Redaktørenes anbefalinger
- Utviklende, selvreplikerende roboter er her - men ikke bekymre deg for et opprør
- Du ser sannsynligvis mer propaganda på sosiale medier, men ikke klandre robotene
- Ikke bekymre deg for å bulke yachten din. Parkeringshjelp for båter er endelig her
- Roboter kan peerpress barn, men ikke tro et sekund at vi er immune
- Ikke svikt: Spider-lignende mikroboter kommer inn under huden din... på en god måte
Oppgrader livsstilen dinDigitale trender hjelper leserne å følge med på den fartsfylte teknologiverdenen med alle de siste nyhetene, morsomme produktanmeldelser, innsiktsfulle redaksjoner og unike sniktitter.
