Znanstveniki so v jedi vzgojili kačje strupene žleze. Evo zakaj.

Vsako leto zaradi kačjih ugrizov po vsem svetu umre toliko kot celotno prebivalstvo Tuscaloose v Alabami – nekaj več kot 100.000 ljudi. Pod pogojem, da žrtev kačjega ugriza lahko dovolj hitro pride na urgenco, se lahko uporabi protistrup za preprečevanje smrtonosnih učinkov ugriza. Toda protistrupa ni enostavno izdelati. Narejen je z zbiranjem strupa strupenih kač in vbrizgavanjem majhnih količin le-tega v domačo žival, kot je konj. Protitelesa, ki nastanejo, lahko nato zberemo iz konjske krvi in ​​jih očistimo, da naredimo končni protistrup. Tako daleč je tako preprosto.

Težava je pridobiti dovolj strupa, da ga naredimo. Protistrup trenutno proizvajajo z ulovom ali vzrejo kač, ki jih zadržujejo v ujetništvu in nato redno "molzejo", da zberejo strup, ki ga proizvajajo. To je zdravljenje iz 19. stoletja, ki je bilo potrebno zaradi dejstva, da se proizvodnja protistrupov ni razvila tako hitro kot druga področja biotehnologije. S 600 vrstami strupenih kač je to tudi delovno intenzivno delo, ki se kljub temu trudi ustvariti dovolj protistrupov, da bi zadostilo številu letnih kačjih ugrizov. Je genski inženiring lahko odgovor?

Skupina treh raziskovalcev z Univerze v Utrechtu na Nizozemskem meni tako. In njihova ideja, kako to doseči, je nekako briljantna. Namesto ustvarjanja v laboratoriju gojenih strupenih kač – ideja, ki bi se, odkrito povedano, dobro zdela samo enemu od scenaristov filma Sharknado — našli so alternativno rešitev: preprosto vzgojite del kače, ki ga potrebujete.

Hladnokrvni poskusi

"Razmišljali smo o novih področjih za [našo] organoidno tehnologijo," Hans Clevers, čigar laboratorij je opravil delo, je povedal za Digital Trends. »Kačje strupene žleze so bile za nas najbolj fascinantno tkivo. Glavna prva ovira je bila pridobitev kačjega tkiva. Na srečo je to težavo rešilo sodelovanje s strokovnjakoma za kače Michaelom Richardsonom in Freekom Vonkom ter nizozemskim živalskim vrtom za plazilce Serpo in lokalnimi rejci. Po nekaj mesecih optimizacije protokolov nam je uspelo gojiti miniaturne strupene žleze. Od takrat smo optimizirali protokol za proizvodnjo strupa in opredelili celice, ki proizvajajo toksine.«

Organoid je za tiste, ki tega ne poznate, miniaturna in poenostavljena različica organa, skupaj z realistično mikroanatomijo. Izdelane so z uporabo izvornih celic, ki jim omogočajo, da se samoorganizirajo v tridimenzionalni kulturi, da se preoblikujejo v organ, ki naj bi ga posnemali. Nastajajoči organ je skupek celic s premerom približno 1 milimeter. Organoide so ustvarili različni laboratoriji po vsem svetu, približne organom, ki segajo od ledvice do miniaturni, nezavedni možgani. V tem primeru so strupeni organoidi podobni majhnemu balonu velikosti graha, napolnjenemu s tekočino. Takšnega, ki bi ga bilo posebej nehumano streljati po učilnici kot pljuvačko.

"Naša skupina je bila v zadnjih 10 letih uspešna pri gojenju organoidov iz različnih človeških tkiv," Joep Beumer, drugi raziskovalec na projektu, je pojasnil. »Da bi jih ustvarili, poberemo matične celice iz odraslega tkiva in jih vdelamo v gel v petrijevki. S pravo mešanico rastnih faktorjev se bodo izvorne celice delile in ustvarile mini organe, ki vsebujejo različne tipe celic enega tkiva.«

Vzorci tkiva za organoide strupa so bili vzeti iz žleznega tkiva kačjih zarodkov znotraj jajc ali v enem primeru iz hišne kače, ki je bila pokončana zaradi bolezni. Za gojenje organoidov žleze je morala ekipa narediti nekaj sprememb v svojem običajnem pristopu. Kače so hladnokrvne. Organoidni protokoli za sesalce se običajno gojijo pri temperaturi 37 stopinj Celzija (99 stopinj Fahrenheita). Na žalost to ni delovalo pri kačjih organoidih. Pri tej temperaturi so organoidi doživeli toplotni šok in umrli. Zaradi tega so morali temperaturo znižati na 32 stopinj Celzija. To je prikaz, kako so koncepti in signalne poti odraslih matičnih celic ohranjeni v organoidih tudi v tem obsegu.

Povečanje velikosti

"Vsako tkivo ima svoje značilnosti, ki jih želimo modelirati z organoidi," je dejal Yorick Post, tretji raziskovalec na projektu. »Za kačjo strupeno žlezo je bil to zelo očiten primer: ali bi naredili strup? Vedeli smo, da bo potencial te tehnologije močno odvisen od zmožnosti proizvajanja različnih toksinov, ki sestavljajo kačji strup. Zato smo bili zelo navdušeni, ko smo odkrili toksine - najprej na ravni RNK in kasneje na ravni beljakovin."

To delo je izjemno obetavno. Raziskovalci menijo, da bi lahko presegli le izrezovanje dela protistrupa, ki se nanaša na gojenje kač. Verjamejo, da bi bilo mogoče gojiti imunske celice, ki jih običajno proizvajajo živali v jedi. Poleg protistrupa bi lahko bil pristop koristen tudi za pomoč pri razvoju zdravilnih spojin, ki temeljijo na sestavinah kačjega strupa. Na primer, obstaja določena vrsta zdravila za krvni tlak, ki je ustvarjeno iz toksina, ki ga proizvaja strupeni brazilski gad.

In kar zadeva, brez namere, povečevanje dela projekta? "To je ena od glavnih prednosti organoidne tehnologije," je dejal Clevers. »Ko je enkrat vzpostavljeno, lahko tkivo razširimo [na] precej neomejen [način]. To lahko pomaga ohraniti žive celice številnih vrst kač, saj jih je mogoče zlahka zamrzniti in odmrzniti. [Lahko nam tudi pomaga] ustvariti veliko število celic, ki proizvajajo strup. Da bo ta pristop stroškovno učinkovit, bodo potrebne nadaljnje izboljšave pri proizvodnji in nabiranju strupa. Aktivno si prizadevamo za te cilje.”

Prispevek z opisom dela je bil nedavno objavljeno v reviji Cell.

Priporočila urednikov

• Razvijajoči se samopodvajajoči roboti so tukaj - vendar naj vas ne skrbi upor
• Verjetno vidite več propagande v družbenih medijih, vendar ne krivite botov
• Naj vas ne skrbi, da bi udrli vašo jahto. Pomoč pri parkiranju za čolne je končno tu
• Roboti lahko izvajajo vrstniški pritisk na otroke, vendar nikar ne pomislite, da smo imuni
• Ne delajte napak: pajkom podobni mikroboti vam bodo zlezli pod kožo … v dobrem smislu

Nadgradite svoj življenjski slogDigitalni trendi pomagajo bralcem slediti hitremu svetu tehnologije z vsemi najnovejšimi novicami, zabavnimi ocenami izdelkov, pronicljivimi uvodniki in enkratnimi vpogledi v vsebine.