Naukowcy wyhodowali w naczyniu gruczoły z jadem węża. Dlatego.

Co roku w wyniku ukąszeń węży na całym świecie umiera równowartość całej populacji Tuscaloosa w stanie Alabama – nieco ponad 100 000 osób. Jeśli ofiara ukąszenia węża jest w stanie wystarczająco szybko dotrzeć na pogotowie, można zastosować antytoksynę, aby zapobiec śmiertelnym skutkom ukąszenia. Ale antytoksyna nie jest łatwa w produkcji. Polega na zebraniu jadu jadowitych węży i ​​wstrzyknięciu niewielkich jego ilości zwierzęciu domowemu, np. koniowi. Powstałe przeciwciała można następnie pobrać z krwi konia i oczyścić w celu uzyskania gotowej antytoksyny. Póki co, prosto.

Problem polega na zdobyciu wystarczającej ilości jadu, aby to zrobić. Obecnie antytoksynę wytwarza się poprzez łapanie lub hodowlę węży, trzymanie ich w niewoli, a następnie regularne „dojenie” ich w celu zebrania produkowanego przez nie jadu. Jest to XIX-wieczna metoda leczenia, która stała się konieczna ze względu na fakt, że produkcja antytoksyny nie rozwinęła się tak szybko, jak inne dziedziny biotechnologii. Biorąc pod uwagę 600 gatunków jadowitych węży, jest to również pracochłonne zajęcie, które mimo to wymaga stworzenia antidotum wystarczającego na pokrycie liczby ukąszeń węży rocznie. Czy inżynieria genetyczna może być rozwiązaniem?

Tak uważa grupa trzech badaczy z Uniwersytetu w Utrechcie w Holandii. A ich pomysł na osiągnięcie tego celu jest w pewnym sensie genialny. Zamiast tworzyć hodowane w laboratorium jadowite węże – pomysł, który, szczerze mówiąc, brzmiałby dobrze tylko dla jednego ze scenarzystów Sharknado — wymyślili alternatywne rozwiązanie: po prostu wyhoduj potrzebną część węża.

Eksperymenty z zimną krwią

„Myśleliśmy o nowych obszarach [naszej] technologii organoidów” Hansa Cleversa, którego laboratorium przeprowadziło prace, powiedział Digital Trends. „Najbardziej fascynującą tkanką były dla nas gruczoły jadowe węży. Główną pierwszą przeszkodą było uzyskanie tkanki węża. Na szczęście współpraca z ekspertami od węży Michaelem Richardsonem i Freekiem Vonkiem, a także holenderskim zoo gadów „Serpo” i lokalnymi hodowcami rozwiązała ten problem. Po kilku miesiącach optymalizacji protokołów udało nam się wyhodować miniaturowe gruczoły jadowe. Od tego czasu optymalizujemy protokół wytwarzania jadu i scharakteryzowaliśmy komórki wytwarzające toksyny”.

Organoid, dla tych, którzy go nie znają, to zminiaturyzowana i uproszczona wersja narządu, uzupełniona o realistyczną mikroanatomię. Produkuje się je przy użyciu komórek macierzystych, które pozwalają im samoorganizować się w trójwymiarowej kulturze i przekształcać się w narząd, który mają replikować. Wyłaniający się narząd to zlepek komórek o średnicy około 1 milimetra. Organoidy zostały stworzone w różnych laboratoriach na całym świecie i przypominają narządy od nerki Do miniaturowe, nieświadome mózgi. W tym przypadku jadowite organoidy przypominają maleńki balon wielkości grochu wypełniony płynem. Takiego, który byłby szczególnie nieludzki, gdyby strzelał po klasie niczym kulka ze śliną.

„W ciągu ostatnich 10 lat nasza grupa z sukcesem hodowała organoidy z różnych tkanek ludzkich” Joepa Beumera– wyjaśnił inny badacz biorący udział w projekcie. „Aby je wygenerować, zbieramy komórki macierzyste z tkanki dorosłej i osadzamy je w żelu na szalce Petriego. Przy odpowiedniej mieszance czynników wzrostu komórki macierzyste podzielą się i utworzą mini-organy zawierające różne typy komórek jednej tkanki.

Próbki tkanek organoidów jadowych pobrano z tkanki gruczołów zarodków węża znajdujących się w jajach lub, w jednym przypadku, od węża domowego, który został uśpiony w wyniku choroby. Aby wyhodować organoidy gruczołów, zespół musiał wprowadzić kilka zmian w swoim normalnym podejściu. Węże są zimnokrwiste. Protokoły organoidów ssaków hoduje się zwykle w temperaturze 37 stopni Celsjusza (99 stopni Fahrenheita). Niestety, nie zadziałało to w przypadku organoidów wężowych. W tej temperaturze organoidy doznały szoku cieplnego i obumarły. W rezultacie musieli obniżyć temperaturę do 32 stopni Celsjusza. To demonstracja, jak nawet przy tej skali koncepcje i ścieżki sygnalizacyjne dorosłych komórek macierzystych są zachowane w organoidach.

Skalowanie tego

„Każda tkanka ma swoje własne cechy, które staramy się modelować za pomocą organoidów” – powiedział Yorick Post, trzeci badacz w projekcie. „Dla gruczołu jadowego węża był to bardzo oczywisty przypadek: czy wytworzy on jad? Wiedzieliśmy, że potencjał tej technologii będzie w dużej mierze zależał od zdolności do wytwarzania różnych toksyn tworzących jad węża. Dlatego byliśmy bardzo podekscytowani, gdy znaleźliśmy toksyny – najpierw w RNA, a później na poziomie białka”.

Praca ta jest niezwykle obiecująca. Naukowcy uważają, że mogłoby to potencjalnie wykraczać poza zwykłe wycięcie również części procesu antytoksyny, w której hoduje się węże. Uważają, że możliwe byłoby wyhodowanie w naczyniu komórek odpornościowych zwykle wytwarzanych przez zwierzęta. Oprócz antytoksyny podejście to może być również przydatne w opracowywaniu związków leczniczych na bazie składników występujących w jadzie węża. Na przykład istnieje pewien rodzaj leku na ciśnienie krwi, który jest wytwarzany z toksyny wytwarzanej przez jadowitą żmiję brazylijską.

A jeśli chodzi o zwiększenie skali projektu, bez zamierzonej gry słów? „To jedna z głównych zalet technologii organoidów” – powiedział Clevers. „Po ustaleniu możemy rozszerzać tkankę w niemal nieograniczony sposób. Może to pomóc w zachowaniu żywotnych komórek wielu gatunków węży, ponieważ można je łatwo zamrażać i rozmrażać. [Może nam również pomóc] wygenerować dużą liczbę komórek wytwarzających jad. Aby podejście to było opłacalne, konieczne będą dalsze udoskonalenia w zakresie produkcji i zbioru jadu. Aktywnie pracujemy nad osiągnięciem tych celów.”

Artykuł opisujący tę pracę był niedawno opublikowany w czasopiśmie Cell.

Zalecenia redaktorów

• Ewoluujące, samoreplikujące się roboty już tu są – ale nie martw się powstaniem
• Prawdopodobnie widzisz więcej propagandy w mediach społecznościowych, ale nie obwiniaj botów
• Nie martw się o wgniecenia na swoim jachcie. Wreszcie dostępny jest asystent parkowania dla łodzi
• Roboty mogą wywierać presję na dzieci, ale ani przez chwilę nie myśl, że jesteśmy na to odporni
• Nie martw się: mikroboty przypominające pająki wejdą Ci za skórę… w dobrym tego słowa znaczeniu

Ulepsz swój styl życiaDigital Trends pomaga czytelnikom śledzić szybko rozwijający się świat technologii dzięki najnowszym wiadomościom, zabawnym recenzjom produktów, wnikliwym artykułom redakcyjnym i jedynym w swoim rodzaju zajawkom.