Forskare har odlat ormgiftkörtlar i en skål. Här är varför.

Varje år dör motsvarande den totala befolkningen i Tuscaloosa, Alabama - drygt 100 000 människor - över hela världen som ett resultat av ormbett. Förutsatt att ett offer för ormbett kan ta sig till akuten tillräckligt snabbt, kan antigift användas för att motverka de dödliga effekterna av ett bett. Men antivenom är inte lätt att tillverka. Den är gjord genom att samla in gift från giftormar och injicera små mängder av det i ett husdjur som en häst. Antikropparna som bildas kan sedan samlas upp från hästens blod och renas för att göra ett färdigt antigift. Så långt, så okomplicerat.

Problemet är att få tag på tillräckligt med gift för att klara det. Antivenom tillverkas för närvarande genom att fånga eller föda upp ormar, hålla dem i fångenskap och sedan regelbundet "mjölka" dem för att samla giftet de producerar. Det är en 1800-talsbehandling som är nödvändig av det faktum att antigiftproduktionen inte har utvecklats lika snabbt som andra områden inom bioteknik. Med 600 arter av giftormar är det också ett arbetsintensivt jobb som ändå kämpar för att skapa tillräckligt med motgift för att möta antalet årliga ormbett. Kan genteknik vara svaret?

Det tror en grupp på tre forskare vid Utrecht University i Nederländerna. Och deras idé för att uppnå det är ganska briljant. Istället för att skapa labbodlade giftormar - en idé som ärligt talat bara skulle låta bra för en av manusförfattarna till Sharknado — de har kommit på en alternativ lösning: odla helt enkelt den del av ormen som du behöver.

Experiment i kallblod

"Vi funderade på nya områden för [vår] organoidteknologi," Hans Clevers, vars labb utförde arbetet, berättade för Digital Trends. "Ormgiftkörtlar var den mest fascinerande vävnaden för oss. Ett främsta första hinder var att skaffa ormvävnad. Lyckligtvis löste ett samarbete med ormexperterna Michael Richardson och Freek Vonk, samt den holländska reptilzooen "Serpo" och lokala uppfödare detta problem. Efter några månaders optimering av protokollen lyckades vi odla miniatyrgiftkörtlar. Sedan dess har vi optimerat protokollet för att producera gift och har karakteriserat cellerna som gör toxiner."

En organoid, för dem som inte känner till den, är en miniatyriserad och förenklad version av ett organ, komplett med realistisk mikroanatomi. De är gjorda med stamceller, som låter dem självorganisera sig i en tredimensionell kultur för att förvandlas till det organ de ska replikera. Det framväxande organet är en klump av celler runt 1 millimeter i diameter. Organoider har skapats av olika laboratorier runt om i världen, ungefärliga organ som sträcker sig från njurar till miniatyr, omedvetna hjärnor. I det här fallet liknar de giftiga organoiderna en liten ballong i ärtstorlek fylld med vätska. En som skulle vara särskilt omänsklig att skjuta över klassrummet som en spottboll.

"Vår grupp har varit framgångsrik under de senaste 10 åren med att odla organoider från en mängd olika mänskliga vävnader," Joep Beumer, förklarade en annan forskare i projektet. "För att generera dessa skördar vi stamceller från vuxen vävnad och bäddar in dem i en gel i en petriskål. Med rätt tillväxtfaktormix kommer stamcellerna att dela sig och ge upphov till miniorgan som innehåller de olika celltyperna i en vävnad.”

Vävnadsproverna för giftorganoiderna togs från körtelvävnad från ormembryon inuti ägg eller i ett fall från en sällskapsorm som avlivats till följd av sjukdom. För att odla körtelorganoiderna var teamet tvunget att göra några ändringar i deras normala tillvägagångssätt. Ormar är kallblodiga. Däggdjursorganoidprotokoll odlas normalt vid en temperatur på 37 grader Celsius (99 grader Fahrenheit). Tyvärr fungerade detta inte för ormorganoiderna. Vid denna temperatur fick organoiderna värmechockrespons och dog. Som ett resultat var de tvungna att sänka temperaturen till 32 grader Celsius. Det är en demonstration av hur, även i denna skala, begreppen och signalvägarna för vuxna stamceller bevaras i organoider.

Skalar upp det

"Varje vävnad har sina egna egenskaper som vi strävar efter att modellera med organoider," sa Yorick Post, den tredje forskaren i projektet. "För ormgiftkörteln var detta ett mycket uppenbart fall: skulle de göra gift? Vi visste att potentialen för denna teknik i hög grad skulle bero på förmågan att producera de olika toxiner som utgör ormgift. Så vi var väldigt glada när vi hittade toxiner - först på RNA och senare på proteinnivån."

Detta arbete är mycket lovande. Forskarna tror att det potentiellt kan gå längre än att bara skära bort ormodlingsdelen av antigiftprocessen. De tror att det kan vara möjligt att odla de immunceller som vanligtvis produceras av djur inuti en skål. Vid sidan av antigift kan metoden också vara användbar för att hjälpa till att utveckla läkemedelsföreningar baserade på komponenter som finns i ormgift. Till exempel finns det en viss typ av blodtrycksmedicin som skapas av ett toxin som produceras av den giftiga brasilianska huggormen.

Och vad gäller, utan ordlek, uppskalningsdelen av projektet? "Detta är en av de främsta fördelarna med organoidteknologi," sa Clevers. "När vi väl är etablerade kan vi expandera vävnaden [på ett] ganska obegränsat [sätt]. Detta kan hjälpa till att bevara livskraftiga celler från många ormarter, eftersom de lätt kan frysas och tinas. [Det kan också hjälpa oss] att generera ett stort antal giftproducerande celler. Ytterligare förbättringar av giftproduktion och skörd kommer att behövas för att göra detta tillvägagångssätt kostnadseffektivt. Vi arbetar aktivt mot dessa mål.”

Ett papper som beskrev arbetet var nyligen publicerad i tidskriften Cell.

Redaktörens rekommendationer

• Utvecklande, självreplikerande robotar är här - men oroa dig inte för ett uppror
• Du ser förmodligen mer propaganda på sociala medier, men skyll inte på botarna
• Oroa dig inte för att buckla din yacht. Parkeringshjälp för båtar är äntligen här
• Robotar kan utöva grupptryck på barn, men tänk inte en sekund på att vi är immuna
• Bråka inte: Spindelliknande mikrobotar kommer in under huden... på ett bra sätt

Uppgradera din livsstilDigitala trender hjälper läsare att hålla koll på den snabba teknikvärlden med alla de senaste nyheterna, roliga produktrecensioner, insiktsfulla redaktioner och unika smygtittar.