Forskning

10 fantastiske ting vokset i laboratoriet

Der er ingen tvivl om, at videnskaben har opnået detmange utrolige gennembrud i de sidste 100 år. Dette gælder især for medicin og bioingeniørarbejde. Fra redningsvacciner til revolutionerende operationer forbedrer videnskaben vores livskvalitet i høj grad. For at komme med nye løsninger på gamle problemer, kræver fremskridt forskere. Bag enhver medicinsk opdagelse er et laboratorium fuld af fantastiske ideer. Undertiden rejser disse eksperimenter etiske spørgsmål. Men oftere fører de kun til interessante løsninger på irriterende problemer.

Hvilken løsning kan være mere sofistikeret enddyrker du noget i laboratoriet fra bunden? Her er en liste over ti utrolige laboratorievoksne stykker udarbejdet af Listverse. Dette har du ikke set!

Indholdet

  • 1 svineknogler
  • 2 rotte lem
  • 3 hamburgere
  • 4 Human svinekød-embryo
  • 5 musesæd
  • 6 blodstamceller
  • 7 Apple Ører
  • 8 Bunny Penis
  • 9 Vagina
  • 10 hjerneboller

Svineknogler

I 2016 implanterede amerikanske forskere med succesknogler af fjorten miniatyrsvin Yucatan skabte i laboratoriet. Ingen af ​​svinene afviste nye organer efter operationen. Det modsatte. Blodkarene fra laboratorievoksne knogler blev problemfrit integreret i det allerede eksisterende cirkulationssystem for svin.

Hvordan er dette endda muligt?

Først scannede forskere kæbebenenesvin og kortlagt deres strukturer. Derefter oprettet passende cellulære skove af ko knogler. Grisestamceller blev introduceret i disse strukturer og fyldt med en næringsrig opløsning. Resultatet var en fuldt funktionel levende knogle.

Rottelemme

Videnskabsmænd fra Massachusetts Hospital ramte forsider i aviserne, da de i 2015 hævede en hel forside af en rotte i et laboratorium. Det var det første succesrige projekt af denne art i verden.

Processen blev også ledet af Dr. Harold Ottder ledede Laboratorium for Ott's Organs 'Engineering and Regeneration. Efter kun 16 dage førte deres eksperiment til oprettelse af muskelvæv. Sådan gjorde de det.

Dr. Ott og hans team tog en levende rotte.lem og fjernede alle dets celler. Denne proces kaldes decellularization. Når de levende celler var fjernet, blev forskerne alene med proteinrammen til lemmet.

Så fyldte de denne struktur i live.celler, der har dannet muskelvæv og blodlegemer på bare et par uger. For at teste funktionaliteten af ​​det lem, der er dyrket i laboratoriet, påførte gruppen en svag elektrisk strøm på muskelvævet.

Resultatet? Musklerne i lemmerne blev reduceret, ligesom de var normale, dyrket i organer.

burgere

Den første lab-voksen burger underkodenavnet schmeaso (schmeat) optrådte i London i 2013. Det blev oprettet i Holland af Dr. Mark Post, professor i vaskulær fysiologi. Hans mål var at gengive kødet, som "ikke forårsager dyrs lidelse og ikke skader miljøet" i modsætning til traditionelle kødkilder. Projektet tog 5 år og $ 325.000.

Det var efter Postens succes begyndte en opstemning om emnetoprette laboratoriekød. Memphis Mear, en San Francisco-baseret opstart, skabte laboratoriemitballer i 2016. Han rejste også kyllingestokke - den første i verden.

Ikke desto mindre er det usandsynligt, at kød, der dyrkes i laboratoriet, vil være tilgængeligt for offentligheden indtil 2021.

Mennesket svinekød embryo

En gruppe forskere fra Spanien og La Jolla, Californien, iSalk Institute har med succes dyrket humane celler i et svineembryo. Formålet med undersøgelsen var til sidst at dyrke hele menneskelige organer til anvendelse til transplantation inde i andre dyr. Salkforskere har allerede dyrket flere rotteorganer inde i musembryoner. Men med den seneste forskning blev uundgåelige etiske spørgsmål rejst.

I 2015 stoppede De Forenede Stater med finansieringenundersøgelser af mellemrumskimærer for skattebetalernes penge. I genetik er kimærer et naturligt fænomen, når en organisme har to eller flere forskellige sæt DNA.

Men en mellemspecifik kimær indeholder DNA på to eller flerearter. Dette rejser bekymring for, om svin eller andre dyr, der er implanteret med humane celler, vil udvikle den menneskelige hjerne.

Juan Carlos Ispisois Belmonte og hans teamerklærede, at de sigter mod at "tjekke muligheden for at fokusere på humane celler, når man skaber visse væv, samtidig med at man undgår ethvert bidrag til hjernen, sædcellerne eller ægget”.

Mussæd

I 2016 videnskabsfolk fra Institut for Zoologi ved AkademietKinas videnskaber har skabt levedygtige musesæd fra stamceller. For at gøre dette fjernede de stamcellerne fra musene og injicerede dem i testikelcellerne fra de nyfødte mus.

Qi Zhou og Xiao-Yang Zhao, der gennemførte eksperimentet,stamceller er også blevet udsat for adskillige kemikalier involveret i spermudvikling. Blandt dem var testosteron, et hormon, der forårsager follikelvækst, og et væksthormon fra hypofysen.

Efter to uger har forskere modtaget fuldstændigtfunktionelle sædceller. De implanterede denne sæd i det levende æg og overførte zygoterne til de hunlige mus. Under eksperimentet blev ni mus født, nogle af dem fortsatte deres eget afkom. Selvom denne insemineringsproces ikke var så effektiv som kunstig insemination ved hjælp af naturlig sæd (3% succes versus 9%), giver denne undersøgelse stort håb for fremtidig infertilitetsbehandling.

Blodstamceller

To forskellige forskerhold har udviklet innovativetilgang til oprettelse af blodstamceller. En gruppe var fra Boston Children's Hospital under ledelse af George Daily. De startede med menneskelige hudceller og "programmerede" dem igen til at blive inducerede pluripotente stamceller. IPS-cellen er en kunstigt konstrueret stamcelle.

Det daglige team lægger derefter faktorer i IPA-cellerne.transkriptioner, som er gener designet til at kontrollere andre gener. Efter dette blev modificerede IPA-celler implanteret i mus til videre udvikling. (Hvis du husker, gjorde det disse mus til interspecifikke kimærer).

Efter 12 uger skabte disse forskere kun en forløber for blodstamceller. Men det andet hold formåede at gå videre.

På Medical College of Weil Cornell Sahin Rafiyog hans team gik glip af oprettelsen af ​​en IPS. I stedet for tog de celler fra blodkar fra voksne mus og introducerede fire transkriptionsfaktorer for dem. Derefter flyttede de cellerne til petriskåle, udstyret til at genskabe miljøet i en persons blodkar.

Disse celler blev transformeret til stamceller.blod. Stamcellerne fra dette eksperiment var så kraftige, at de fuldstændigt helede en gruppe mus, der led af et lavt antal blodlegemer på grund af strålebehandling.

Æbleørne

I 2016 den canadiske biofysiker Andrew Pelling oghans team fra University of Ottawa har med succes dyrket menneskeligt væv ved hjælp af æbler. Ved hjælp af dekellulariseringsmetoden fjernede de cellerne, der eksisterede i æblet, og blev hos cellen "skove". Imidlertid er det denne masse, der giver æbler en saftig knase.

Pelling og hans team skar et stykke æble ud i form af et øre og indsatte menneskelige celler i det. Cellerne fyldte strukturen og skabte aurikel (den ydre del af øret).

Hvorfor var dette eksperiment nødvendigt? At oprette billigere implantater. Ifølge Pelling er der også mindre ståhej med hans laboratoriemateriale end med konventionelle biologiske materialer, som ofte er taget fra dyr eller døde kroppe. Hans metode er heller ikke begrænset til æbler. Han prøver at gengive sine kreationer på blomsterblade og andre grøntsager.

Kanin penis

I 2008 dr. Anthony Atala fra instituttetWake Forest regenerativ medicin tvang en gruppe kaniner til at parre sig. Men det var ikke en almindelig gruppe kaniner. Alle mænd blev vokset med penis på laboratoriet. Denne idé Atala plejede og udviklede sig siden 1992.

Af alle 12 penis, der blev oprettet på laboratoriet, lod alle kaniner parre sig. Otte kaniner ejakuleredes med succes og fire havde afkom.

I 2014 oprettede Atala og hans team seksmenneskelige peniser med håb om at få FDA-godkendelse til transplantation af mennesker. Forskere udsatte laboratorievoksne organer til streng test ved hjælp af en maskine, der strækker og klemmer dem for at sikre sig, at de kan modstå den daglige belastning.

En gruppe forskere oprettede også maskiner tilpumpet væske gennem organerne og førte til erektion. Fra 2017 har transplantationen af ​​disse organer til mennesker endnu ikke modtaget godkendelse, men er stadig foran.

vagina

Dr. Anthony Atala og hans team ogsåde voksede menneskelige vaginas i deres laboratorium. Disse organer blev derefter implanteret hos fire unge i Mexico, som som et resultat af en sjælden abnormalitet blev født uden dem.

For at oprette disse organer tog Atalas team en lille hudprøve fra hver pige. De skabte derefter bionedbrydelige skove og implanterede celler dyrket fra vævsprøver i dem.

Den første af disse operationer blev udført i 2005år. Efterfølgende observationer af kvinder afslørede ikke langsigtede komplikationer forårsaget af operation. Alle fire kvinder rapporterede om normal seksuel funktion. Dog kun to kvinder har en livmoder. Det er uklart, om de to andre kan føde børnene.

Hjernekugler

Sergiu Pasca fra Stanford Universityvoksede en mini-hjerne i to år. Forskere kalder det en cerebral organoid. Da den kun var 4 mm i diameter, blev denne lille klump humant hjernevæv dyrket i laboratoriet fra stamceller. Ved at tage de nødvendige hormoner kunne forskere tvinge vævet til at vokse ind i en struktur, der næsten fuldstændigt imiterer dele af hjernen.

Og ved du hvad der var den største forskel mellem den sædvanlige del og dens miniature version?

Dyrket i laboratoriet hjerner havde ikkeblodkar eller hvide blodlegemer og fulgte ikke de typiske stadier af neurologisk udvikling. I stedet stoppede de med at modne i ækvivalent med det første trimester af menneskelig udvikling.

Der er ikke-neurale celler i hjernen, der kaldesastrocytter, der når fuld modenhed i laboratorieorganoider. Astrocytter er hjælperceller, der skaber og reducerer forbindelser mellem neuroner efter behov. De skaber også forbindelser med blodkar, der fører ind og ud af hjernen, og spiller en vigtig rolle i opfattelsen af ​​skader.