Oamenii de știință au crescut glande de venin de șarpe într-un vas. Iata de ce.

În fiecare an, echivalentul populației totale din Tuscaloosa, Alabama – puțin mai mult de 100.000 de oameni – mor în întreaga lume ca urmare a mușcăturilor de șarpe. Cu condiția ca o victimă a mușcăturii de șarpe să poată ajunge la camera de urgență suficient de repede, antiveninul poate fi folosit pentru a contracara efectele mortale ale mușcăturii. Dar antiveninul nu este ușor de produs. Se face prin colectarea veninului de la șerpi veninoși și injectarea în cantități mici din acesta într-un animal domestic, cum ar fi un cal. Anticorpii care se formează pot fi apoi colectați din sângele calului și purificați pentru a face un antivenin finit. Până acum, atât de simplu.

Problema este să obțineți suficient venin pentru a-l produce. În prezent, antiveninul este fabricat prin prinderea sau creșterea șerpilor, ținându-i în captivitate și apoi „mulgându-i” în mod regulat pentru a aduna veninul pe care îl produc. Este un tratament din secolul al XIX-lea, care a devenit necesar din cauza faptului că producția de antivenin nu s-a dezvoltat la fel de repede ca alte domenii ale biotehnologiei. Cu 600 de specii de șerpi veninoși, este, de asemenea, o muncă care necesită multă muncă, care totuși se luptă să creeze suficiente antidoturi pentru a satisface numărul de mușcături anuale de șarpe. Ar putea ingineria genetică să fie răspunsul?

Un grup de trei cercetători de la Universitatea Utrecht din Olanda cred că da. Iar ideea lor de a o realiza este oarecum genială. În loc să creăm șerpi veninoși crescuți în laborator - o idee care, sincer, ar suna bine doar pentru unul dintre scenariștii filmului. Sharknado — au venit cu o soluție alternativă: pur și simplu creșteți partea de șarpe de care aveți nevoie.

Experimente cu sânge rece

„Ne-am gândit la domenii noi pentru tehnologia [noastre] organoide”, Hans Clevers, al cărui laborator a efectuat lucrările, a declarat pentru Digital Trends. „Glandele veninoase de șarpe au fost cel mai fascinant țesut pentru noi. Un prim obstacol principal a fost obținerea de țesut de șarpe. Din fericire, o colaborare cu experții în șerpi Michael Richardson și Freek Vonk, precum și cu grădina zoologică olandeză de reptile „Serpo” și crescătorii locali a rezolvat această problemă. După câteva luni de optimizare a protocoalelor, am reușit să creștem glandele veninoase în miniatură. De atunci, am optimizat protocolul pentru a produce venin și am caracterizat celulele care produc toxinele.”

Un organoid, pentru cei care nu sunt familiarizați cu el, este o versiune miniaturizată și simplificată a unui organ, completată cu micro-anatomie realistă. Sunt făcute folosind celule stem, care le permit să se autoorganizeze într-o cultură tridimensională pentru a se transforma în organul pe care ar trebui să-l reproducă. Organul în curs de dezvoltare este un grup de celule de aproximativ 1 milimetru. Organoizii au fost creați de diverse laboratoare din întreaga lume, aproximând organele care variază de la rinichi la creiere miniaturale, inconștiente. În acest caz, organoizii veninoși seamănă cu un balon mic de mărimea unui bob de mazăre umplut cu lichid. Unul care ar fi deosebit de inuman să tragi prin sala de clasă ca o ghiveci de scuipat.

„Grupul nostru a avut succes în ultimii 10 ani în creșterea organoidelor dintr-o varietate de țesuturi umane.” Joep Beumer, a explicat un alt cercetător al proiectului. „Pentru a le genera, recoltăm celule stem din țesutul adult și le înglobăm într-un gel într-o cutie Petri. Cu amestecul corect de factori de creștere, celulele stem se vor împărți și vor da naștere la mini-organe care conțin diferite tipuri de celule ale unui țesut.”

Probele de țesut pentru organoizii veninului au fost prelevate din țesutul glandelor de la embrioni de șarpe din ouă sau, într-un caz, de la un șarpe de companie care fusese doborât ca urmare a unei boli. Pentru a crește organoizii glandei, echipa a trebuit să facă câteva modificări la abordarea lor normală. Șerpii sunt cu sânge rece. Protocoalele organoide pentru mamifere sunt cultivate în mod normal la o temperatură de 37 de grade Celsius (99 de grade Fahrenheit). Din păcate, acest lucru nu a funcționat pentru organoizii șarpelui. La această temperatură, organoizii au suferit răspuns la șoc termic și au murit. Drept urmare, au fost nevoiți să scadă temperatura la 32 de grade Celsius. Este o demonstrație a modului în care, chiar și la această scară, conceptele și căile de semnalizare ale celulelor stem adulte sunt conservate în organoizi.

Creșterea acestuia

„Fiecare țesut are propriile sale caracteristici pe care ne propunem să le modelăm cu organoizi”, a spus Yorick Post, al treilea cercetător al proiectului. „Pentru glanda veninului de șarpe, acesta a fost un caz foarte evident: ar produce venin? Știam că potențialul acestei tehnologii va depinde în mare măsură de capacitatea de a produce diferite toxine care constituie veninul de șarpe. Așa că am fost foarte încântați când am găsit toxine – mai întâi la nivelul ARN, iar mai târziu la nivel de proteine.”

Această lucrare este extrem de promițătoare. Cercetătorii cred că ar putea depăși doar eliminarea părții de creștere a șerpilor din procesul antivenin. Ei cred că ar putea fi posibil să crească celulele imune care sunt de obicei produse de animale în interiorul unui vas. Alături de antivenin, abordarea ar putea fi utilă și pentru a ajuta la dezvoltarea compușilor de medicamente bazați pe componentele găsite în veninul de șarpe. De exemplu, există un anumit tip de medicament pentru tensiunea arterială care este creat dintr-o toxină produsă de vipera veninoasă din Brazilia.

Și în ceea ce privește, fără niciun joc de cuvinte, extinderea părții din proiect? „Acesta este unul dintre principalele avantaje ale tehnologiei organoide”, a spus Clevers. „Odată stabilite, putem extinde țesutul [într-un] mod destul de nelimitat. Acest lucru poate ajuta la conservarea celulelor viabile ale multor specii de șerpi, deoarece acestea pot fi congelate și dezghețate cu ușurință. [De asemenea, ne poate ajuta] să generăm un număr mare de celule producătoare de venin. Vor fi necesare îmbunătățiri suplimentare în producția și recoltarea veninului pentru ca această abordare să fie rentabilă. Lucrăm activ pentru aceste obiective.”

O lucrare care descrie lucrarea a fost publicat recent în revista Cell.

Recomandările editorilor

• Roboții în evoluție, auto-replicatori sunt aici, dar nu vă faceți griji pentru o revoltă
• Probabil vezi mai multă propagandă pe rețelele sociale, dar nu da vina pe roboți
• Nu vă faceți griji că vă stricați iahtul. Asistența la parcare pentru bărci este în sfârșit aici
• Roboții pot face presiuni asupra copiilor, dar nu vă gândiți nici măcar o secundă că suntem imuni
• Nu vă deranjați: microboții asemănătoare păianjenilor vă vor pătrunde sub piele... într-un mod bun

Îmbunătățește-ți stilul de viațăDigital Trends îi ajută pe cititori să țină cont de lumea rapidă a tehnologiei cu toate cele mai recente știri, recenzii distractive despre produse, editoriale perspicace și anticipări unice.