10 choses étonnantes cultivées dans le laboratoire

Il ne fait aucun doute que la science a accomplibeaucoup de percées incroyables au cours des 100 dernières années. Cela est particulièrement vrai pour la médecine et la bio-ingénierie. Des vaccins de sauvetage aux interventions chirurgicales révolutionnaires, la science améliore considérablement notre qualité de vie. Pour trouver de nouvelles solutions aux problèmes séculaires, le progrès nécessite des scientifiques. Derrière chaque découverte médicale se cache un laboratoire rempli d’idées étonnantes. Parfois, ces expériences soulèvent des questions éthiques. Mais le plus souvent, elles ne débouchent que sur des solutions intéressantes à des problèmes agaçants.

Quelle solution peut être plus sophistiquée quecultiver quelque chose dans le laboratoire à partir de zéro? Voici une liste de dix incroyables pièces cultivées en laboratoire, compilées par Listverse. Ce que vous n'avez pas vu!

Le contenu

• 1 os de porc
• 2 membres de rat
• 3 hamburgers
• 4 embryons de porc humain
• 5 spermatozoïdes de souris
• 6 cellules souches sanguines
• 7 oreilles de pomme
• 8 pénis de lapin
• 9 vagin
• 10 boules de cerveau

Os de porc

En 2016, des scientifiques américains ont implanté avec succèsos de quatorze cochons miniatures du Yucatan créés en laboratoire. Aucun des porcs n'a rejeté de nouveaux organes après la chirurgie. Au contraire. Les vaisseaux sanguins des os cultivés en laboratoire ont été intégrés de manière transparente au système de circulation des porcs déjà existant.

Comment est-ce possible?

Tout d'abord, les scientifiques ont balayé les os de la mâchoireporcs et cartographié leurs structures. Ensuite, nous avons créé des forêts cellulaires appropriées d'os de vache Les cellules souches de porc ont été introduites dans ces structures et remplies d'une solution riche en nutriments. Le résultat était un os vivant entièrement fonctionnel.

Membre de rat

Les scientifiques du Massachusetts Hospital ont fait la une des journaux quand, en 2015, ils ont élevé toute une patte de rat dans un laboratoire. C'était le premier projet réussi de ce genre dans le monde.

Le processus a été dirigé par Dr. Harold Ott, égalementqui a dirigé le laboratoire d'ingénierie et de régénération des organes d'Ott. Après seulement 16 jours, leur expérience a conduit à la création de tissu musculaire. C'est comme ça qu'ils l'ont fait.

Le Dr Ott et son équipe ont pris un rat vivant.membre et enlevé toutes ses cellules. Ce processus s'appelle décellularisation. Une fois que les cellules vivantes ont été retirées, les scientifiques ont été laissés seuls avec le cadre protéique du membre.

Ensuite, ils ont rempli cette structure en vie.les cellules qui ont formé le tissu musculaire et les cellules sanguines en quelques semaines seulement. Pour tester la fonctionnalité du membre développé en laboratoire, le groupe a appliqué un faible courant électrique au tissu musculaire.

Résultat? Les muscles des membres étaient réduits comme s'ils étaient normaux, développés dans des organes.

Hamburgers

Le premier burger cultivé en laboratoire sousnom de code schmeaso (schmeat) est apparu à Londres en 2013. Il a été créé aux Pays-Bas par le Dr Mark Post, professeur de physiologie vasculaire. Son but était de reproduire la viande, qui "ne cause pas la souffrance des animaux et ne nuit pas à l'environnement" contrairement aux sources de viande traditionnelles. Le projet a duré 5 ans et 325 000 $.

C'était après le succès de la poste a commencé à remuer sur le sujetcréer de la viande de laboratoire. Memphis Mear, une startup basée à San Francisco, a créé un laboratoire mitballs en 2016. Il a également élevé des bâtons de poulet - le premier au monde.

Néanmoins, il est peu probable que la viande produite en laboratoire soit accessible au grand public avant 2021.

Embryon de porc humain

Un groupe de scientifiques d’Espagne et de La Jolla, en Californie,Le Salk Institute a réussi à faire croître des cellules humaines dans un embryon de porc. Le but de l’étude était de cultiver à terme des organes humains entiers destinés à la transplantation chez d’autres animaux. Les scientifiques de Salk ont ​​déjà cultivé plusieurs organes de rat dans des embryons de souris. Mais avec les dernières recherches, des questions éthiques inévitables ont été soulevées.

En 2015, les États-Unis ont cessé de financerétudes sur les chimères interspécifiques pour l'argent des contribuables. En génétique, la chimère est un phénomène naturel lorsqu'un organisme possède deux ensembles d'ADN différents ou plus.

Mais une chimère interspécifique contient l’ADN de deux ou plusieursespèces. Cela soulève des préoccupations quant à savoir si les porcs ou autres animaux implantés avec des cellules humaines vont développer les fonctions du cerveau humain.

Juan Carlos Ispisois Belmonte et son équipeont déclaré vouloir "vérifier la possibilité de se concentrer sur les cellules humaines lors de la création de certains tissus, tout en évitant toute contribution au cerveau, au sperme ou à l'ovule".

Souris sperme

En 2016, des scientifiques de l'Institut de zoologie de l'AcadémieLes sciences chinoises ont créé un sperme de souris viable à partir de cellules souches. Pour ce faire, ils ont retiré les cellules souches des souris et les ont injectées dans les cellules testiculaires des souris nouveau-nées.

Qi Zhou et Xiao-Yang Zhao, qui ont conduit l'expérience,les cellules souches ont également été exposées à plusieurs produits chimiques impliqués dans le développement du sperme. Parmi eux, la testostérone, une hormone responsable de la croissance des follicules et une hormone de croissance de l'hypophyse.

Après deux semaines, les scientifiques ont reçu complètementspermatozoïdes fonctionnels. Ils ont implanté ce sperme dans l'ovule vivant et transféré les zygotes aux souris femelles. Au cours de l'expérience, neuf souris sont nées, certaines d'entre elles ont continué leur propre progéniture. Bien que ce processus d'insémination n'ait pas été aussi efficace que l'insémination artificielle utilisant du sperme naturel (succès de 3% contre 9%), cette étude laisse entrevoir de grands espoirs pour un traitement ultérieur de l'infertilité.

Cellules souches du sang

Deux équipes de scientifiques ont développé des technologies innovantesapproche à la création de cellules souches du sang. Un groupe venait du Boston Children's Hospital sous la direction de George Daily. Ils ont commencé avec des cellules de peau humaines et les ont «reprogrammés» pour devenir des cellules souches pluripotentes induites. La cellule IPS est une cellule souche construite artificiellement.

L'équipe Daily a ensuite mis des facteurs dans les cellules IPA.les transcriptions, qui sont des gènes conçus pour contrôler d'autres gènes. Après cela, des cellules IPA modifiées ont été implantées dans des souris pour un développement ultérieur. (Si vous vous en souvenez, cela faisait de ces souris des chimères interspécifiques).

Après 12 semaines, ces scientifiques ont créé uniquement un précurseur de cellules souches du sang. Mais la deuxième équipe a réussi à aller plus loin.

À la faculté de médecine de Weil Cornell Sahin Rafiyet son équipe a raté la création d'un IPS. Au lieu de cela, ils ont prélevé des cellules dans les vaisseaux sanguins de souris adultes et leur ont présenté quatre facteurs de transcription. Ils ont ensuite transféré les cellules dans des boîtes de Petri, équipées pour recréer l’environnement du vaisseau sanguin d’une personne.

Ces cellules ont été transformées en cellules souches.du sang. Les cellules souches de cette expérience étaient si puissantes qu'elles ont complètement guéri un groupe de souris souffrant d'un faible nombre de cellules sanguines en raison de la radiothérapie.

Oreilles de pomme

En 2016, le biophysicien canadien Andrew Pelling etson équipe de l'Université d'Ottawa a réussi à cultiver des tissus humains à l'aide de pommes. En utilisant la méthode de décellularisation, ils ont enlevé les cellules existant dans la pomme et sont restés dans la cellule "forêts". Cependant, c'est cette pulpe qui donne un croustillant juteux aux pommes.

Pelling et son équipe ont découpé un morceau de pomme en forme d'oreille et y ont inséré des cellules humaines. Les cellules ont rempli la structure et créé l'auricule (la partie externe de l'oreille).

Pourquoi cette expérience était-elle nécessaire? Créer des implants moins chers. Selon Pelling, le matériel de laboratoire est également moins agité que le matériel biologique conventionnel, qui provient souvent d'animaux ou de cadavres. Sa méthode ne se limite pas non plus aux pommes. Il essaie de reproduire ses créations sur des pétales de fleurs et d'autres légumes.

Pénis de lapin

En 2008, le Dr Anthony Atala de l’InstitutLa médecine régénérative de Wake Forest a obligé un groupe de lapins à s'accoupler. Mais ce n'était pas un groupe ordinaire de lapins. Tous les hommes avaient des pénis cultivés en laboratoire. Cette idée Atala a nourri et développé depuis 1992.

Sur les 12 pénis créés dans le laboratoire, tous ont permis aux lapins de s'accoupler. Huit lapins ont réussi à éjaculer et quatre ont eu une progéniture.

En 2014, Atala et son équipe ont créé sixpénis humains dans l’espoir d’obtenir l’approbation de la FDA pour la transplantation de personnes. Les scientifiques ont soumis des organes développés en laboratoire à des tests rigoureux, à l'aide d'une machine qui les étire et les serre pour s'assurer qu'ils peuvent supporter la charge quotidienne.

Un groupe de scientifiques a également mis en place des machines pourpompé fluide à travers les organes et a conduit à une érection. À partir de 2017, la transplantation de ces organes sur des personnes n'a pas encore été approuvée, mais elle reste à venir.

Vagin

Dr. Anthony Atala et son équipe ont égalementils ont développé des vagins humains dans leur laboratoire. Ces organes ont ensuite été implantés chez quatre adolescents mexicains, nés d'une anomalie rare.

Pour créer ces organes, l’équipe d’Atala a prélevé un petit échantillon de peau chez chaque fille. Ils ont ensuite créé des forêts biodégradables et implanté des cellules issues d’échantillons de tissus.

La première de ces opérations a été réalisée en 2005année Les observations ultérieures de femmes n'ont pas révélé de complications à long terme causées par une chirurgie. Les quatre femmes ont rapporté un fonctionnement sexuel normal. Cependant, seules deux femmes ont un utérus. Il n'est pas clair si les deux autres peuvent porter les enfants.

Boules de cerveau

Sergiu Pasca de l'Université de Stanforda développé un mini-cerveau pendant deux ans. Les scientifiques appellent cela un organoïde cérébral. Ne faisant que 4 millimètres de diamètre, cette petite masse de tissu cérébral humain a été cultivée en laboratoire à partir de cellules souches. En prenant les hormones nécessaires, les scientifiques ont réussi à forcer le tissu à se transformer en une structure imitant presque complètement certaines parties du cerveau.

Et vous savez quelle était la plus grande différence entre la pièce habituelle et sa version miniature?

Cultivé en laboratoire, les cerveaux n'avaient pasdes vaisseaux sanguins ou des globules blancs et ne suivaient pas les stades typiques du développement neurologique. Au lieu de cela, ils ont cessé de mûrir au cours du premier trimestre du développement humain.

Il y a des cellules non neurales dans le cerveau appeléastrocytes atteignant leur pleine maturité dans les organoïdes de laboratoire. Les astrocytes sont des cellules auxiliaires qui créent et réduisent les connexions entre les neurones selon les besoins. Ils créent également des connexions avec les vaisseaux sanguins menant à l'intérieur et à l'extérieur du cerveau et jouent un rôle important dans la perception des blessures.