นักวิทยาศาสตร์ปลูกต่อมพิษงูในจาน นี่คือเหตุผล

ทุกปี จะเทียบเท่ากับจำนวนประชากรทั้งหมดของเมืองทัสคาลูซา รัฐแอละแบมา ซึ่งมีมากกว่า 100,000 คนเล็กน้อย เสียชีวิตทั่วโลกเนื่องจากการถูกงูกัด หากเหยื่องูกัดสามารถไปที่ห้องฉุกเฉินได้เร็วพอ ยาต้านพิษก็สามารถใช้เพื่อตอบโต้ผลร้ายแรงจากการถูกกัดได้ แต่การต่อต้านพิษนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายในการผลิต ทำโดยการรวบรวมพิษจากงูพิษแล้วฉีดในปริมาณเล็กน้อยเข้าไปในสัตว์เลี้ยงในบ้าน เช่น ม้า แอนติบอดีที่เกิดขึ้นนั้นสามารถรวบรวมได้จากเลือดของม้าและบริสุทธิ์เพื่อสร้างยาต้านพิษที่สมบูรณ์ จนถึงตอนนี้ตรงไปตรงมามาก

ปัญหาคือการได้รับพิษมากพอที่จะทำให้มันเกิดขึ้น ปัจจุบันยาแก้พิษผลิตโดยการจับหรือเพาะพันธุ์งู โดยกักขังไว้ จากนั้นจึง "รีดนม" งูเป็นประจำเพื่อรวบรวมพิษที่งูสร้างขึ้น เป็นการรักษาในศตวรรษที่ 19 ซึ่งมีความจำเป็นเนื่องจากการผลิตยาต้านพิษไม่ได้พัฒนาเร็วเท่ากับเทคโนโลยีชีวภาพด้านอื่นๆ ด้วยงูพิษกว่า 600 สายพันธุ์ ยังเป็นงานที่ต้องใช้แรงงานมากซึ่งยังคงต้องดิ้นรนเพื่อสร้างยาแก้พิษให้เพียงพอกับจำนวนงูกัดในแต่ละปี พันธุวิศวกรรมอาจเป็นคำตอบได้หรือไม่?

กลุ่มนักวิจัยสามคนจากมหาวิทยาลัย Utrecht ในเนเธอร์แลนด์คิดเช่นนั้น และความคิดของพวกเขาในการบรรลุเป้าหมายนั้นก็ยอดเยี่ยมมาก แทนที่จะสร้างงูพิษที่ปลูกในห้องแล็บ ความคิดที่ว่าพูดตามตรงจะฟังดูดีสำหรับผู้เขียนบทคนหนึ่งเท่านั้น ชาร์คนาโด — พวกเขาคิดวิธีแก้ปัญหาอื่น: แค่ขยายส่วนของงูที่คุณต้องการ

การทดลองอย่างเลือดเย็น

“เรากำลังคิดถึงพื้นที่ใหม่ๆ สำหรับเทคโนโลยีออร์แกนอยด์ [ของเรา]” ฮันส์ เคลเวอร์สซึ่งห้องปฏิบัติการของเขาได้ดำเนินการดังกล่าว บอกกับ Digital Trends “ต่อมพิษงูเป็นเนื้อเยื่อที่น่าสนใจที่สุดสำหรับเรา อุปสรรคสำคัญประการแรกคือการได้รับเนื้อเยื่องู โชคดีที่ความร่วมมือกับผู้เชี่ยวชาญด้านงู Michael Richardson และ Freek Vonk รวมถึงสวนสัตว์สัตว์เลื้อยคลานชาวดัตช์ 'Serpo' และผู้เพาะพันธุ์ในท้องถิ่นสามารถแก้ไขปัญหานี้ได้ หลังจากปรับโปรโตคอลให้เหมาะสมเป็นเวลาหลายเดือน เราก็ประสบความสำเร็จในการปลูกต่อมพิษขนาดเล็ก ตั้งแต่นั้นมา เราได้ปรับแนวทางปฏิบัติให้เหมาะสมเพื่อสร้างพิษและกำหนดลักษณะเซลล์ที่สร้างสารพิษ”

ออร์แกนอยด์สำหรับผู้ที่ไม่คุ้นเคย เป็นอวัยวะในรูปแบบย่อส่วนและเรียบง่าย พร้อมด้วยกายวิภาคศาสตร์ขนาดเล็กที่สมจริง พวกมันถูกสร้างขึ้นโดยใช้สเต็มเซลล์ ซึ่งช่วยให้พวกมันสามารถจัดระเบียบตัวเองในวัฒนธรรมสามมิติเพื่อแปลงร่างเป็นอวัยวะที่พวกเขาควรจะทำซ้ำ อวัยวะที่เกิดใหม่เป็นกลุ่มเซลล์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 มิลลิเมตร สารออร์การอยด์ถูกสร้างขึ้นโดยห้องปฏิบัติการต่างๆ ทั่วโลก ซึ่งมีลักษณะใกล้เคียงกันกับอวัยวะต่างๆ ไต ถึง สมองส่วนเล็กที่ไม่รู้ตัว. ในกรณีนี้ สารอินทรีย์ที่มีพิษมีลักษณะคล้ายบอลลูนขนาดเท่าเมล็ดถั่วที่เต็มไปด้วยของเหลว สิ่งหนึ่งที่จะไร้มนุษยธรรมอย่างยิ่งหากจะยิงไปทั่วห้องเรียนเหมือนก้อนน้ำลาย

“กลุ่มของเราประสบความสำเร็จในการปลูกออร์แกนอยด์จากเนื้อเยื่อของมนุษย์หลากหลายชนิดในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา” โจป บูเมอร์นักวิจัยอีกคนหนึ่งในโครงการนี้อธิบาย “ในการสร้างสิ่งเหล่านี้ เราเก็บเกี่ยวสเต็มเซลล์จากเนื้อเยื่อของผู้ใหญ่และฝังลงในเจลในจานเพาะเชื้อ ด้วยการผสมผสานปัจจัยการเจริญเติบโตที่เหมาะสม สเต็มเซลล์จะแบ่งตัวและก่อให้เกิดอวัยวะขนาดเล็กที่มีเซลล์ประเภทต่างๆ กันในเนื้อเยื่อเดียวกัน”

ตัวอย่างเนื้อเยื่อของออร์การอยด์พิษถูกนำมาจากเนื้อเยื่อของต่อมจากเอ็มบริโอของงูที่อยู่ในไข่ หรือจากตัวอย่างหนึ่งจากงูสัตว์เลี้ยงที่ถูกวางลงเนื่องจากการเจ็บป่วย ทีมงานต้องทำการเปลี่ยนแปลงวิธีการปกติเล็กน้อยเพื่อให้ออร์การอยด์ของต่อมเติบโต งูเป็นเลือดเย็น โดยทั่วไปโปรโตคอลออร์การอยด์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจะเติบโตที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส (99 องศาฟาเรนไฮต์) น่าเสียดายที่สิ่งนี้ใช้ไม่ได้กับออร์การอยด์ของงู ที่อุณหภูมินี้ สารออร์การอยด์จะตอบสนองต่อภาวะช็อกความร้อนและเสียชีวิต ส่งผลให้ต้องลดอุณหภูมิลงเหลือ 32 องศาเซลเซียส นี่เป็นการแสดงให้เห็นว่า แนวคิดและเส้นทางการส่งสัญญาณของเซลล์ต้นกำเนิดจากร่างกายยังคงได้รับการอนุรักษ์ไว้ในสารอินทรีย์อย่างไร แม้จะอยู่ในระดับนี้ก็ตาม

ขยายขนาดมันขึ้น

“เนื้อเยื่อทุกชนิดมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง ซึ่งเรามุ่งหวังที่จะสร้างแบบจำลองด้วยสารอินทรีย์” กล่าว โยริค โพสต์นักวิจัยคนที่สามของโครงการ “สำหรับต่อมพิษงู นี่เป็นกรณีที่เห็นได้ชัดมาก พวกมันจะสร้างพิษหรือไม่? เรารู้ว่าศักยภาพของเทคโนโลยีนี้จะขึ้นอยู่กับความสามารถในการผลิตสารพิษต่างๆ ซึ่งประกอบขึ้นเป็นพิษงู ดังนั้นเราจึงรู้สึกตื่นเต้นมากเมื่อพบสารพิษ ครั้งแรกที่ RNA และต่อมาในระดับโปรตีน”

งานนี้มีแนวโน้มอย่างมาก นักวิจัยคิดว่ามันอาจจะไปไกลกว่าแค่การตัดส่วนการเลี้ยงงูของกระบวนการต่อต้านพิษออกไปด้วย พวกเขาเชื่อว่าอาจเป็นไปได้ที่จะสร้างเซลล์ภูมิคุ้มกันที่ปกติแล้วผลิตโดยสัตว์ในจาน นอกจากยาต้านพิษแล้ว วิธีการนี้ยังมีประโยชน์ในการช่วยพัฒนาสารประกอบยาตามส่วนประกอบที่พบในพิษงูอีกด้วย ตัวอย่างเช่น มียาลดความดันโลหิตบางประเภทที่สร้างขึ้นจากสารพิษที่ผลิตโดยงูพิษบราซิล

และไม่ได้ตั้งใจที่จะขยายขนาดของโครงการใช่ไหม “นี่คือหนึ่งในข้อได้เปรียบหลักของเทคโนโลยีออร์แกนอยด์” Clevers กล่าว “เมื่อสร้างเสร็จแล้ว เราสามารถขยายเนื้อเยื่อ [ในรูปแบบ] ได้อย่างไม่จำกัด [ลักษณะ] วิธีนี้สามารถรักษาเซลล์ที่มีชีวิตของงูหลายชนิดได้ เนื่องจากสามารถแช่แข็งและละลายได้ง่าย [มันยังช่วยเรา] สร้างเซลล์ที่ผลิตพิษจำนวนมาก จำเป็นต้องมีการปรับปรุงการผลิตและการเก็บเกี่ยวพิษเพิ่มเติมเพื่อให้แนวทางนี้คุ้มค่า เรากำลังทำงานอย่างแข็งขันเพื่อบรรลุเป้าหมายเหล่านี้”

กระดาษอธิบายการทำงานคือ ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ในวารสาร Cell.

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• หุ่นยนต์ที่กำลังพัฒนาและจำลองตัวเองอยู่ที่นี่แล้ว แต่อย่ากังวลกับการลุกฮือ
• คุณอาจเห็นโฆษณาชวนเชื่อบนโซเชียลมีเดียมากขึ้น แต่อย่าตำหนิบอท
• ไม่ต้องกังวลกับการทำให้เรือยอชท์ของคุณบุบ ในที่สุดระบบช่วยจอดเรือก็มาถึงแล้ว
• หุ่นยนต์สามารถกดดันเด็กจากเพื่อนได้ แต่อย่าคิดแม้แต่วินาทีเดียวว่าเราไม่มีภูมิคุ้มกัน
• อย่าแมลงออกไป: ไมโครบอทที่มีลักษณะคล้ายแมงมุมจะเข้าไปอยู่ใต้ผิวหนังของคุณ … ในทางที่ดี

อัพเกรดไลฟ์สไตล์ของคุณDigital Trends ช่วยให้ผู้อ่านติดตามโลกแห่งเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็วด้วยข่าวสารล่าสุด รีวิวผลิตภัณฑ์สนุกๆ บทบรรณาธิการที่เจาะลึก และการแอบดูที่ไม่ซ้ำใคร