Ученые вырастили в блюде змеиные ядовитые железы. Вот почему.

Ежегодно в результате укусов змей во всем мире умирает эквивалент общей численности населения Таскалуса, штат Алабама, — чуть более 100 000 человек. При условии, что жертва укуса змеи сможет достаточно быстро добраться до отделения неотложной помощи, противоядие можно использовать для противодействия смертельным последствиям укуса. Но противоядие непросто изготовить. Его изготавливают путем сбора яда ядовитых змей и введения небольшого его количества домашнему животному, например лошади. Образующиеся антитела затем можно собрать из крови лошади и очистить, чтобы получить готовое противоядие. Пока все так просто.

Проблема в том, чтобы собрать достаточно яда, чтобы это сделать. В настоящее время противоядие производится путем ловли или разведения змей, содержания их в неволе, а затем регулярного «доения» их для сбора вырабатываемого ими яда. Это метод лечения 19 века, необходимость которого обусловлена ​​тем фактом, что производство противоядов развивалось не так быстро, как другие области биотехнологии. Поскольку существует 600 видов ядовитых змей, это также трудоемкая работа, которая, тем не менее, требует усилий по созданию противоядий, достаточных для удовлетворения количества ежегодных укусов змей. Может ли генная инженерия стать ответом?

Так считает группа из трех исследователей из Утрехтского университета в Нидерландах. И их идея достижения этой цели просто блестящая. Вместо того, чтобы создавать выращенных в лаборатории ядовитых змей — идея, которая, честно говоря, звучала бы хорошо только для одного из сценаристов фильма. Шаркнадо — они придумали альтернативное решение: просто вырастить ту часть змеи, которая вам нужна.

Хладнокровные эксперименты

«Мы думали о новых областях для [нашей] органоидной технологии», Ганс Клеверс, чья лаборатория проводила работу, рассказала Digital Trends. «Змеиные ядовитые железы были для нас самой интересной тканью. Первым главным препятствием было получение змеиной ткани. К счастью, сотрудничество с экспертами по змеям Майклом Ричардсоном и Фриком Вонком, а также голландским зоопарком рептилий «Серпо» и местными заводчиками решило эту проблему. После нескольких месяцев оптимизации протоколов нам удалось вырастить миниатюрные ядовитые железы. С тех пор мы оптимизировали протокол производства яда и охарактеризовали клетки, вырабатывающие токсины».

Органоид для тех, кто с ним не знаком, — это миниатюрная и упрощенная версия органа с реалистичной микроанатомией. Они созданы с использованием стволовых клеток, что позволяет им самоорганизовываться в трехмерную культуру и превращаться в орган, который они должны воспроизводить. Формирующийся орган представляет собой скопление клеток диаметром около 1 миллиметра. Органоиды были созданы в различных лабораториях по всему миру, имитируя органы, которые варьируются от почки к миниатюрный бессознательный мозг. В этом случае ядовитые органоиды напоминают крошечный шарик размером с горошину, наполненный жидкостью. Тот, из которого было бы особенно бесчеловечно стрелять через весь класс, как комок слюны.

«Наша группа за последние 10 лет добилась успеха в выращивании органоидов из различных тканей человека», Джоп Боймер- пояснил другой исследователь проекта. «Чтобы их создать, мы собираем стволовые клетки из тканей взрослого человека и помещаем их в гель в чашке Петри. При правильном сочетании факторов роста стволовые клетки будут делиться и давать начало мини-органам, содержащим различные типы клеток одной ткани».

Образцы тканей ядовитых органоидов были взяты из ткани желез эмбрионов змей внутри яиц или, в одном случае, у домашней змеи, усыпленной в результате болезни. Чтобы вырастить органоиды железы, команде пришлось внести несколько изменений в свой обычный подход. Змеи хладнокровны. Протоколы органоидов млекопитающих обычно выращивают при температуре 37 градусов по Цельсию (99 градусов по Фаренгейту). К сожалению, для змеиных органоидов это не сработало. При этой температуре органоиды подверглись тепловому шоку и погибли. В результате им пришлось снизить температуру до 32 градусов по Цельсию. Это демонстрация того, как даже в таком масштабе концепции и сигнальные пути взрослых стволовых клеток сохраняются в органоидах.

Масштабирование

«Каждая ткань имеет свои особенности, которые мы стремимся смоделировать с помощью органоидов», — сказал он. Йорик Пост, третий исследователь проекта. «Для змеиной ядовитой железы это был очень очевидный случай: будут ли они производить яд? Мы знали, что потенциал этой технологии во многом будет зависеть от способности производить различные токсины, составляющие змеиный яд. Поэтому мы были очень взволнованы, когда обнаружили токсины — сначала на уровне РНК, а затем и на уровне белков».

Эта работа чрезвычайно перспективна. Исследователи полагают, что потенциально это может выйти за рамки простого исключения части процесса создания противоядия, связанной с разведением змей. Они полагают, что можно вырастить иммунные клетки, которые обычно производятся животными, внутри чашки. Помимо противоядия, этот подход также может быть полезен для разработки лекарственных препаратов на основе компонентов змеиного яда. Например, существует определенный тип лекарства от кровяного давления, созданного из токсина, вырабатываемого ядовитой бразильской гадюкой.

А что касается, без каламбура, части масштабирования проекта? «Это одно из главных преимуществ органоидной технологии», — сказал Клеверс. «После создания мы можем расширять ткань практически неограниченно. Это может помочь сохранить жизнеспособные клетки многих видов змей, поскольку их можно легко заморозить и оттаять. [Это также может помочь нам] генерировать большое количество клеток, производящих яд. Чтобы сделать этот подход экономически эффективным, потребуются дальнейшие улучшения в производстве и сборе яда. Мы активно работаем над достижением этих целей».

Был документ с описанием работы. недавно опубликовано в журнале Cell.

Рекомендации редакции

• Развивающиеся, самовоспроизводящиеся роботы уже здесь, но не беспокойтесь о восстании
• Вы, вероятно, видите больше пропаганды в социальных сетях, но не вините ботов.
• Не беспокойтесь о вмятинах на вашей яхте. Наконец-то появилась система помощи при парковке для лодок
• Роботы могут оказывать давление на детей, но ни на секунду не думайте, что мы неуязвимы
• Не волнуйтесь: паукообразные микроботы проникнут вам под кожу… в хорошем смысле

Обновите свой образ жизниDigital Trends помогает читателям быть в курсе быстро меняющегося мира технологий благодаря всем последним новостям, забавным обзорам продуктов, содержательным редакционным статьям и уникальным кратким обзорам.