изследване

10 невероятни неща, отглеждани в лабораторията

Няма съмнение, че науката е постигналамного невероятни пробиви през последните 100 години. Това важи особено за медицината и биоинженеринга. От спасителните ваксини до революционните операции науката значително подобрява качеството ни на живот. За да измислят нови решения на проблемите, свързани с възрастта, напредъкът има нужда от учени. Зад всяко медицинско откритие стои лаборатория, пълна с невероятни идеи. Понякога тези експерименти повдигат етични въпроси. Но по-често те водят само до интересни решения на досадни проблеми.

Какво решение може да бъде по-сложно от товаотглеждаш нещо в лабораторията от нулата? Ето списък от десет невероятни лабораторно отгледани парчета, съставени от Listverse. Това не сте виждали!

Съдържанието

  • 1 Свински кости
  • Крайник на 2 плъхове
  • 3 хамбургери
  • 4 Ембрион от човешко свинско месо
  • 5 мишки сперматозоиди
  • 6 Кръвни стволови клетки
  • 7 ябълкови уши
  • 8 Пенис на зайче
  • 9 Вагина
  • 10 мозъчни топки

Свински кости

През 2016 г. американските учени успешно имплантираткости на четиринадесет миниатюрни прасета Юкатан, създадени в лабораторията. Нито една от прасетата не отхвърли нови органи след операцията. Точно обратното. Кръвоносните съдове на отглеждани в лаборатория кости бяха безпроблемно интегрирани във вече съществуващата циркулационна система на прасета.

Как е възможно това дори?

Първо учените са сканирали челюстните костисвине и картографира структурите им. Тогава създадоха подходящи клетъчни гори от крави кости. В тези структури се въвеждат стволови клетки от прасета и се пълнят с разтвор, богат на хранителни вещества. Резултатът беше напълно функционална жива кост.

Плъх крайник

Учени от болницата в Масачузетс удариха първите страници на вестниците, когато през 2015 г. вдигнаха цяла предна лапа на плъх в лаборатория. Това беше първият успешен подобен проект в света.

Процесът беше ръководен и от д-р Харолд Отткойто оглави лабораторията за инженерство и регенерация на органи на Отт. Само след 16 дни експериментът им доведе до създаването на мускулна тъкан. Така го направиха.

Д-р Отт и неговият екип взеха живо плъх.крайник и отстрани всичките му клетки. Този процес се нарича делуларизация. След като живите клетки бяха отстранени, учените останаха сами с протеиновата рамка за крайника.

Тогава те изпълниха жива тази структура.клетки, които са образували мускулна тъкан и кръвни клетки само за няколко седмици. За да тества функционалността на крайника, отглеждан в лабораторията, групата прилага слаб електрически ток върху мускулната тъкан.

Какъв е резултатът? Мускулите в крайниците бяха намалени точно така, сякаш са нормални, отглеждат се в органи.

бургери

Първият лабораторно отгледан бургер подс кодово име schmeaso (schmeat) се появи в Лондон през 2013 г. Той е създаден в Холандия от д-р Марк Пост, професор по съдова физиология. Целта му беше да възпроизведе месото, което „не причинява страданията на животните и не вреди на околната среда“, за разлика от традиционните източници на месо. Проектът отне 5 години и 325 000 долара.

Това беше след като успехът на Пост започна раздвижване по тематасъздаване на лабораторно месо. Memphis Mear, стартиращ в Сан Франциско, създаде лабораторни митболи през 2016 година. Той вдигна и пилешки пръчици - първите в света.

Въпреки това е малко вероятно месото, отглеждано в лабораторията, да бъде достъпно за широката публика до 2021 г.

Човешки ембрион от свинско месо

Група учени от Испания и Ла Джола, Калифорния, презИнститутът Salk успешно отглежда човешки клетки в прасен ембрион. Целта на изследването е в крайна сметка да се отглеждат цели човешки органи, които да бъдат използвани за трансплантация в други животни. Учените, които говорят, вече са отгледали няколко органи на плъхове в миши ембриони. Но с най-новите изследвания се повдигнаха неизбежни етични въпроси.

През 2015 г. САЩ спряха финансиранетоизследвания междувидови химери за пари на данъкоплатците. В генетиката химера е естествено явление, когато един организъм има два или повече различни набора ДНК.

Но междувидова химера съдържа ДНК от две или повечевидове. Това поражда безпокойство дали прасетата или други животни, имплантирани с човешки клетки, ще развият функциите на човешкия мозък.

Хуан Карлос Исписоа Белмонте и неговият екипзаявиха, че имат за цел да "проверят възможността да се съсредоточат върху човешките клетки при създаването на определени тъкани, като същевременно избягват каквото и да е принос към мозъка, спермата или яйцеклетката".

Мишка сперма

През 2016 г. учени от Института по зоология на АкадемиятаКитайските науки създадоха жизнеспособни миши сперматозоиди от стволови клетки. За да направят това, те премахват стволовите клетки от мишките и ги инжектират в клетките на тестисите на новородените мишки.

Ци Чжоу и Сяо-Ян Джао, които проведоха експеримента,стволовите клетки също са били изложени на няколко химикали, участващи в развитието на сперматозоидите. Сред тях бяха тестостерон, хормон, който причинява растеж на фоликулите, и хормон на растежа от хипофизата.

След две седмици учените са получили напълнофункционални сперматозоиди. Те имплантирали тази сперма в живо яйце и пренесли зиготите на женските мишки. По време на експеримента се раждат девет мишки, някои от тях продължават собственото си потомство. Въпреки че този процес на осеменяване не беше толкова ефективен, колкото изкуственото осеменяване с използване на естествена сперма (3% успех срещу 9%), това проучване предлага много надежда за бъдещо лечение на безплодие.

Кръвни стволови клетки

Два различни екипа от учени са разработили иновативниподход към създаването на кръвни стволови клетки. Една група беше от детската болница в Бостън под ръководството на Джордж Дейли. Те започнаха с човешки кожни клетки и ги „препрограмираха“, за да станат индуцирани плюрипотентни стволови клетки. IPS клетката е изкуствено изградена стволова клетка.

След това екипът на Daily вкарва фактори в IPA клетките.транскрипции, които са гени, предназначени да контролират други гени. След това, модифицирани IPA клетки се имплантират в мишки за по-нататъшно развитие. (Ако си спомняте, това направи мишките междувидови химери).

След 12 седмици тези учени създадоха само предшественик на кръвните стволови клетки. Но вторият отбор успя да отиде по-далеч.

В Медицинския колеж на Вайл Корнел Сахин Рафийи неговият екип пропусна създаването на IPS. Вместо това те взеха клетки от кръвоносните съдове на възрастни мишки и им въведоха четири транскрипционни фактора. След това преместиха клетките в чаши на Петри, оборудвани за пресъздаване на околната среда на кръвоносния съд на човек.

Тези клетки се трансформираха в стволови клетки.кръв. Стволовите клетки от този експеримент бяха толкова мощни, че напълно излекуваха група мишки, страдащи от нисък брой кръвни клетки поради лъчева терапия.

Apple уши

През 2016 г. канадският биофизик Андрю Пелинг инеговият екип от университета в Отава успешно култивира човешка тъкан с помощта на ябълки. Използвайки метода на делуларизация, те отстраниха клетките, съществуващи в ябълката, и останаха с клетката „гори“. Въпреки това, именно тази каша дава на ябълките сочна хрупка.

Пелинг и неговият екип изрязаха парче ябълка във формата на ухо и вмъкнаха в него човешки клетки. Клетките изпълват структурата и създават предсърдието (външната част на ухото).

Защо беше нужен този експеримент? За да създадете по-евтини импланти. Според Пелинг също има по-малко суетене с лабораторния му материал, отколкото с конвенционалните биологични материали, които често се вземат от животни или мъртви тела. Методът му също не се ограничава до ябълки. Той се опитва да възпроизведе творенията си върху цветни венчелистчета и други зеленчуци.

Заешки пенис

През 2008 г. д-р Антъни Атала от ИнститутаРегенеративната медицина Wake Forest принуди група зайци да се чифтосват. Но не беше обикновена група зайци. Всички мъже имат пениси, отглеждани в лабораторията. Тази идея Атала се подхранва и развива от 1992 г.

От всичките 12 пениса, създадени в лабораторията, всички разрешават на зайци да се чифтосват. Осем зайци успешно еякулират, а четири - имат потомство.

До 2014 г. Атала и неговият екип създават шестимачовешки пениси с надеждата да получат одобрение от FDA за трансплантация на хора. Учените подложиха отглежданите в лаборатория органи на строги тестове, използвайки машина, която ги разтяга и притиска, за да се уверят, че могат да издържат на ежедневното натоварване.

Група учени също създават машини заизпомпва течност през органите и води до ерекция. Към 2017 г. трансплантацията на тези органи на хора все още не е получила одобрение, но все още предстои.

вагина

Д-р Антъни Атала и неговият екип същоте отглеждаха човешки вагини в лабораторията си. След това тези органи са били имплантирани при четирима юноши в Мексико, които в резултат на рядка аномалия са родени без тях.

За да създаде тези органи, екипът на Атала взе малка проба кожа от всяко момиче. След това създават биоразградими гори и имплантират клетки, отглеждани от тъканни проби в тях.

Първата от тези операции беше извършена през 2005 г.година. Последвалите наблюдения на жени не разкриват дългосрочни усложнения, причинени от операция. И четирите жени съобщават за нормално сексуално функциониране. Само две жени имат матка. Не е ясно дали другите двама могат да раждат децата.

Мозъчни топки

Сергиу Паска от университета в Станфордизрасна мини-мозък за две години. Учените го наричат ​​мозъчен органоид. Имайки диаметър само 4 милиметра, тази малка бучка човешка мозъчна тъкан се отглеждаше в лабораторията от стволови клетки. Приемайки необходимите хормони, учените успяха да принудят тъканта да прерасне в структура, която почти напълно имитира части от мозъка.

И знаете ли коя беше най-голямата разлика между обичайната част и нейната миниатюрна версия?

Отглеждани в лабораторията мозъци не са ималикръвоносните съдове или белите кръвни клетки и не следваха типичните етапи на неврологичното развитие. Вместо това те спряха да узряват в еквивалент на първия триместър на човешкото развитие.

В мозъка има невронни клетки, наречениастроцити, които достигат пълна зрялост в лабораторните органоиди. Астроцитите са помощни клетки, които създават и намаляват връзките между невроните при необходимост. Те също така създават връзки с кръвоносни съдове, водещи в и извън мозъка, и играят важна роля за възприемането на нараняванията.