Vedci vypestovali hadie jedové žľazy v miske. Tu je dôvod.

Každý rok zomrie na celom svete v dôsledku uhryznutia hadom ekvivalent celkovej populácie Tuscaloosy v Alabame – niečo viac ako 100 000 ľudí. Za predpokladu, že obeť uhryznutia hadom je schopná dostať sa na pohotovosť dostatočne rýchlo, proti jedu sa dá bojovať proti smrteľným následkom uhryznutia. Ale protijed nie je ľahké vyrobiť. Vyrába sa zozbieraním jedu z jedovatých hadov a jeho vstreknutím malého množstva do domáceho zvieraťa, ako je kôň. Protilátky, ktoré sa vytvoria, sa potom môžu zhromaždiť z krvi koňa a vyčistiť, aby sa vytvoril hotový protijed. Zatiaľ je to tak jednoduché.

Problémom je zohnať dostatok jedu na jeho výrobu. Antivenom sa v súčasnosti vyrába chytaním alebo chovom hadov, ich držaním v zajatí a ich pravidelným „dojením“, aby sa zhromaždil jed, ktorý produkujú. Je to liečba z 19. storočia, ktorá je nevyhnutná vzhľadom na skutočnosť, že produkcia protijedov sa nerozvinula tak rýchlo ako iné oblasti biotechnológie. So 600 druhmi jedovatých hadov je to tiež práca náročná na prácu, ktorá sa však snaží vytvoriť dostatočné množstvo protijedov, ktoré by uspokojili počet každoročných uštipnutí hadom. Mohlo by byť odpoveďou genetické inžinierstvo?

Myslí si to skupina troch výskumníkov z Utrechtskej univerzity v Holandsku. A ich nápad, ako to dosiahnuť, je skvelý. Namiesto vytvárania jedovatých hadov pestovaných v laboratóriu - nápad, ktorý by, úprimne povedané, znel dobre iba jednému zo scenáristov Sharknado — prišli s alternatívnym riešením: jednoducho vypestujte časť hada, ktorú potrebujete.

Experimenty chladnokrvne

„Premýšľali sme o nových oblastiach pre [našu] organoidovú technológiu,“ Hans Clevers, ktorej laboratórium vykonalo prácu, povedal pre Digital Trends. „Žľazy s hadím jedom boli pre nás tým najfascinujúcejším tkanivom. Hlavnou prvou prekážkou bolo získanie hadieho tkaniva. Našťastie tento problém vyriešila spolupráca s odborníkmi na hady Michaelom Richardsonom a Freekom Vonkom, ako aj s holandskou plazovou zoo „Serpo“ a miestnymi chovateľmi. Po niekoľkých mesiacoch optimalizácie protokolov sme boli úspešní v pestovaní miniatúrnych jedových žliaz. Odvtedy optimalizujeme protokol na produkciu jedu a charakterizujeme bunky, ktoré produkujú toxíny.

Organoid, pre tých, ktorí ho nepoznajú, je miniaturizovaná a zjednodušená verzia orgánu, doplnená o realistickú mikroanatómiu. Vyrábajú sa pomocou kmeňových buniek, ktoré im umožňujú samoorganizovať sa v trojrozmernej kultúre, aby sa premenili na orgán, ktorý majú replikovať. Vznikajúci orgán je zhluk buniek s priemerom približne 1 milimeter. Organoidy boli vytvorené rôznymi laboratóriami po celom svete a približujú sa orgánom, ktoré siahajú od obličky do miniatúrne, nevedomé mozgy. V tomto prípade jedovaté organoidy pripomínajú malý balónik veľkosti hrášku naplnený tekutinou. Jeden, ktorý by bolo obzvlášť neľudské strieľať cez triedu ako pľuvanec.

"Naša skupina bola za posledných 10 rokov úspešná pri pestovaní organoidov z rôznych ľudských tkanív," Joep Beumer, vysvetlil ďalší výskumník projektu. "Aby sme ich vytvorili, zozbierame kmeňové bunky z dospelého tkaniva a vložíme ich do gélu v Petriho miske. So správnou zmesou rastových faktorov sa kmeňové bunky rozdelia a vzniknú miniorgány obsahujúce rôzne typy buniek jedného tkaniva.“

Vzorky tkaniva pre jedové organoidy boli odobraté z tkaniva žliaz z hadích embryí vo vajíčkach alebo v jednom prípade z hada domáceho zvieraťa, ktorý bol usmrtený v dôsledku choroby. Na pestovanie organoidov žliaz musel tím urobiť niekoľko zmien vo svojom normálnom prístupe. Hady sú chladnokrvné. Cicavčie organoidné protokoly sa bežne pestujú pri teplote 37 stupňov Celzia (99 stupňov Fahrenheita). Bohužiaľ to nefungovalo pre hadie organoidy. Pri tejto teplote utrpeli organoidy tepelný šok a uhynuli. V dôsledku toho museli znížiť teplotu na 32 stupňov Celzia. Je to ukážka toho, ako aj v tomto rozsahu sú koncepty a signálne dráhy dospelých kmeňových buniek zachované v organoidoch.

Zväčšovanie

"Každé tkanivo má svoje vlastné charakteristiky, ktoré sa snažíme modelovať pomocou organoidov," povedal Yorick Post, tretí riešiteľ projektu. „Pre hadiu jedovú žľazu to bol veľmi jasný prípad: vyrobili by jed? Vedeli sme, že potenciál tejto technológie bude vo veľkej miere závisieť od schopnosti produkovať rôzne toxíny, ktoré tvoria hadí jed. Takže sme boli veľmi nadšení, keď sme našli toxíny – najprv na RNA a neskôr na úrovni proteínov.“

Táto práca je mimoriadne sľubná. Výskumníci si myslia, že by to mohlo ísť nad rámec jednoduchého vylúčenia časti procesu proti jedu chovu hadov. Veria, že by mohlo byť možné pestovať imunitné bunky, ktoré zvyčajne produkujú zvieratá v miske. Okrem protijedu by tento prístup mohol byť užitočný aj na pomoc pri vývoji liekových zlúčenín založených na zložkách nachádzajúcich sa v hadom jede. Napríklad existuje určitý typ lieku na krvný tlak, ktorý sa vyrába z toxínu, ktorý produkuje jedovatá zmija brazílska.

A čo sa týka, žiadna slovná hračka, rozširovania časti projektu? "Toto je jedna z hlavných výhod organoidnej technológie," povedal Clevers. "Po zavedení môžeme tkanivo expandovať [v] takmer neobmedzene [spôsobom]. To môže pomôcť zachovať životaschopné bunky mnohých druhov hadov, pretože sa dajú ľahko zmraziť a rozmraziť. [Môže nám to tiež pomôcť] vytvárať veľké množstvo buniek produkujúcich jed. Aby bol tento prístup nákladovo efektívny, budú potrebné ďalšie zlepšenia v produkcii a zbere jedu. Aktívne pracujeme na dosiahnutí týchto cieľov."

Papier popisujúci prácu bol nedávno publikované v časopise Cell.

Odporúčania redaktorov

• Vyvíjajúce sa, samoreprodukujúce sa roboty sú tu – ale nebojte sa povstania
• Pravdepodobne vidíte viac propagandy sociálnych médií, ale neobviňujte robotov
• Nerobte si starosti s preliačením vašej jachty. Parkovací asistent pre lode je konečne tu
• Roboty môžu tlačiť na deti, ale ani na chvíľu si nemyslite, že sme imúnni
• Nerobte chybu: Pavúkovia podobní mikroboti sa vám dostanú pod kožu...v dobrom slova zmysle

Zlepšite svoj životný štýlDigitálne trendy pomáhajú čitateľom mať prehľad o rýchlo sa rozvíjajúcom svete technológií so všetkými najnovšími správami, zábavnými recenziami produktov, užitočnými úvodníkmi a jedinečnými ukážkami.