istraživanje

10 nevjerojatnih stvari uzgojenih u laboratoriju

Nema sumnje da je znanost ostvarilapuno nevjerojatnih pomaka u posljednjih 100 godina. To se posebno odnosi na medicinu i bioinžinjering. Od cjepiva za spašavanje do revolucionarnih operacija, znanost uvelike poboljšava našu kvalitetu života. Da bi pronašli nova rješenja za probleme starije dobi, napredak treba znanstvenicima. Iza svakog medicinskog otkrića stoji laboratorija puna nevjerojatnih ideja. Ponekad ti eksperimenti postavljaju etička pitanja. Ali češće dovode samo do zanimljivih rješenja dosadnih problema.

Koje rješenje može biti sofisticiranije odraste nešto u laboratoriju ispočetka? Ovdje je popis deset nevjerojatno laboratorijski uzgojenih komada koje je sastavio Listverse. Ovo niste vidjeli!

Sadržaj

  • 1 Svinjske kosti
  • Ud od 2 štakora
  • 3 Hamburgeri
  • 4 Ljudski svinjski zametak
  • 5 mišjih spermija
  • 6 Krvne matične stanice
  • 7 jabučnih ušiju
  • 8 Penis zeko
  • 9 Vagina
  • 10 kuglica mozga

Svinjske kosti

Godine 2016. američki su znanstvenici uspješno implantiralikosti četrnaest minijaturnih svinja koje su stvorili Yucatan u laboratoriju. Niti jedna svinja nije odbila nove organe nakon operacije. Upravo suprotno. Krvne žile laboratorijski uzgajanih kostiju neprimjetno su integrirane u već postojeći cirkulacijski sustav svinja.

Kako je to uopće moguće?

Prvo su znanstvenici pregledali čeljusne kostisvinje i preslikali njihove strukture. Tada su stvorene pogodne stanične šume od kravljih kostiju. Matične stanice svinja unesene su u ove strukture i napunjene su otopinom bogatom hranjivim tvarima. Rezultat je bila potpuno funkcionalna živa kost.

Štakor ud

Znanstvenici iz bolnice u Massachusettsu pogodili su naslovne stranice novina kada su 2015. u laboratoriju podigli čitavu prednju šapu štakora. Bio je to prvi uspješan takav projekt na svijetu.

Proces je vodio i dr. Harold Ott, takođerkoji je vodio Laboratorij za Ott Organs 'Engineering and Regeneration. Nakon samo 16 dana, njihov eksperiment doveo je do stvaranja mišićnog tkiva. Tako su i uspjeli.

Doktor Ott i njegov tim uzeli su živog štakora.ud i uklonili sve njegove stanice. Taj se postupak naziva decelularizacija. Nakon što su uklonjene žive stanice, znanstvenici su ostali sami s proteinskim okvirom za ud.

Tada su tu strukturu napunili živo.stanice koje su u samo nekoliko tjedana formirale mišićno tkivo i krvne stanice. Kako bi testirala funkcionalnost udova uzgojenog u laboratoriju, grupa je na mišićno tkivo primijenila slabu električnu struju.

Rezultat? Mišići u udovima su bili smanjeni baš kao da su normalni, izrasli u organima.

burgeri

Prvi laboratorijski uzgojeni burger ispodkodni naziv schmeaso (schmeat) pojavio se u Londonu 2013. godine. Napisao ga je u Nizozemskoj dr. Mark Post, profesor vaskularne fiziologije. Cilj mu je bio razmnožavanje mesa koje "ne uzrokuje patnje životinja i ne šteti okolišu", za razliku od tradicionalnih izvora mesa. Projekt je trajao 5 godina i 325.000 dolara.

Bilo je to nakon što je uspjeh Pošte započeo pomutnju na ovoj temistvoriti laboratorijsko meso. Memphis Mear, pokretač sa sjedištem u San Franciscu, 2016. godine stvorio je laboratorijske mitballse. Podignuo je i pileće štapiće - prve na svijetu.

Ipak, malo je vjerojatno da će meso uzgojeno u laboratoriju biti dostupno široj javnosti do 2021. godine.

Ljudski svinjski zametak

Skupina znanstvenika iz Španjolske i La Jolla, Kalifornija, uInstitut Salk uspješno je uzgajao ljudske stanice u svinjskom zametku. Svrha studije bila je s vremenom uzgajati čitave ljudske organe kako bi ih se iskoristilo za transplantaciju unutar drugih životinja. Razgovorni znanstvenici već su uzgajali nekoliko organa štakora unutar mišjih zametaka. No s najnovijim istraživanjima postavila su se neizbježna etička pitanja.

Godine 2015. Sjedinjene Države zaustavile su financiranjestudije intermeznih himera za novac poreznih obveznika. U genetici, himera je prirodni fenomen kada jedan organizam ima dva ili više različitih seta DNK.

Ali interspecifična himera sadrži DNK od dvije ili viševrsta. To izaziva zabrinutost hoće li svinje ili druge životinje implantirane ljudskim stanicama razviti funkcije ljudskog mozga.

Juan Carlos Ispisois Belmonte i njegov timizjavili su da imaju za cilj "provjeriti mogućnost fokusiranja na ljudske stanice prilikom stvaranja određenih tkiva, izbjegavajući pritom bilo kakav doprinos mozgu, spermi ili jajetu".

Mišja sperma

Godine 2016. znanstvenici s Instituta za zoologiju AkademijeKineske znanosti stvorile su održive mišje sperme iz matičnih stanica. Da bi to učinili, uklonili su matične stanice miševima i ubrizgali ih u testisne stanice novorođenih miševa.

Qi Zhou i Xiao-Yang Zhao, koji su izveli eksperiment,matične stanice su također bile izložene nekoliko kemikalija koje su uključene u razvoj sperme. Među njima su bili testosteron, hormon koji uzrokuje rast folikula, i hormon rasta iz hipofize.

Nakon dva tjedna, znanstvenici su je u potpunosti primilifunkcionalne stanice sperme. Oni su implantirali ovu spermu u živo jaje i prenijeli zigote na ženke miševa. Tijekom eksperimenta rođeno je devet miševa, neki od njih nastavili su vlastito potomstvo. Iako ovaj postupak oplodnje nije bio tako učinkovit kao umjetna oplodnja korištenjem prirodne sperme (3% uspjeha u odnosu na 9%), ova studija nudi mnogo nade za buduće liječenje neplodnosti.

Matične stanice krvi

Dva različita tima znanstvenika razvila su inovativnostpristup stvaranju matičnih stanica krvi. Jedna skupina bila je iz dječje bolnice u Bostonu pod vodstvom George Dailya. Započeli su s ljudskim stanicama kože i "reprogramirali" ih da postanu pluripotentne matične stanice. IPS stanica je umjetno izgrađena matična stanica.

Tim Dailya je zatim stavio faktore u IPA stanice.transkripcije, što su geni dizajnirani za kontrolu drugih gena. Nakon toga, modificirane IPA stanice implantirane su u miševe za daljnji razvoj. (Ako se sjećate, napravili su te miševe međuovisne himere).

Nakon 12 tjedana, ovi su znanstvenici stvorili samo prekursor matičnih stanica krvi. No, drugi tim uspio je proći dalje.

Na Medicinskom fakultetu Weil Cornell Sahin Rafiya njegov je tim propustio stvaranje IPS-a. Umjesto toga, uzeli su stanice iz krvnih žila odraslih miševa i uveli im četiri faktora transkripcije. Zatim su ćelije premjestili u Petrijeve posude, opremljene za ponovno stvaranje okruženja čovjekove krvne žile.

Te stanice su transformirane u matične stanice.u krvi. Matične stanice iz ovog eksperimenta bile su toliko moćne da su potpuno izliječile grupu miševa koji su patili od malog broja krvnih stanica zbog zračenja.

Jabučne uši

2016. godine kanadski biofizičar Andrew Pelling injegov tim sa Sveučilišta u Ottawi uspješno je uzgajao ljudsko tkivo pomoću jabuka. Pomoću metode decelularizacije uklonili su stanice koje postoje u jabuci i ostale kod ćelije "šume". Međutim, upravo ova pulpa daje jabukama sočnu mrvicu.

Pelling i njegov tim izrezali su komad jabuke u obliku uha i u nju umetnuli ljudske stanice. Stanice su ispunile strukturu i stvorile pretkutnicu (vanjski dio uha).

Zašto je bio potreban ovaj eksperiment? Da biste stvorili jeftinije implantate. Prema Pellingu, manje je problema sa njegovim laboratorijskim materijalom nego s konvencionalnim biološkim materijalima koji se često uzimaju od životinja ili mrtvih tijela. Njegova metoda također nije ograničena na jabuke. Svoje kreacije pokušava reproducirati na laticama cvijeća i ostalom povrću.

Kunić penis

Anthony Atala iz Instituta 2008. godineRegenerativna medicina Wake Forest prisilila je grupu zečeva na parenje. Ali to nije bila obična skupina zečeva. Svi su mužjaci imali uzgojene penise u laboratoriju. Tu ideju Atala je njegovao i razvijao od 1992. godine.

Od svih 12 penisa stvorenih u laboratoriju, svi su dozvolili kuniće da se pare. Osam zečeva uspješno je ejakuliralo, a četiri - imali su potomstvo.

Do 2014. godine Atala i njegov tim stvorili su šestljudskih penisa s nadom da će dobiti odobrenje FDA za presađivanje ljudi. Znanstvenici su rigorozne pretrage podvrgli laboratorijski uzgojenim organima, koristeći stroj koji se isteže i stisne kako bi bili sigurni da mogu izdržati svakodnevno opterećenje.

Skupina znanstvenika također je postavila strojeve zaispumpavao tekućinu kroz organe i doveo do erekcije. Od 2017. transplantacija ovih organa ljudima još nije dobila odobrenje, ali još je pred njima.

vagina

Dr. Anthony Atala i njegov tim takođeru svom su laboratoriju uzgajali ljudske vagine. Ti su organi nakon toga implantirani četvero adolescenata u Meksiku, koji su kao posljedica rijetke abnormalnosti rođeni bez njih.

Da bi stvorili ove organe, Atalin tim uzeo je mali uzorak kože od svake djevojke. Tada su stvorili biorazgradive šume i implantirali stanice izrasle iz uzoraka tkiva u njih.

Prva od tih operacija izvršena je 2005. godinegodine. Naknadna promatranja žena nisu otkrila dugotrajne komplikacije uzrokovane operacijom. Sve četiri žene prijavile su normalno seksualno funkcioniranje. Međutim, samo dvije žene imaju maternicu. Nije jasno mogu li ostala dva roditi djecu.

Kuglice za mozak

Sergiu Pasca sa Sveučilišta Stanforddvije godine je izrastao mini-mozak. Znanstvenici ga nazivaju cerebralnim organoidom. S promjerom od samo 4 milimetra, ovaj mali gnoj ljudskog moždanog tkiva uzgojen je u laboratoriju iz matičnih stanica. Uzimajući potrebne hormone, znanstvenici su uspjeli prisiliti tkivo da preraste u strukturu koja gotovo u potpunosti imitira dijelove mozga.

I znate koja je bila najveća razlika između uobičajenog dijela i njegove minijaturne verzije?

Odrastao u laboratorijskim mozgovima nije imaokrvnih žila ili bijelih krvnih zrnaca i nisu slijedili tipične faze neurološkog razvoja. Umjesto toga, prestali su sazrijevati u ekvivalentu prvom tromjesečju ljudskog razvoja.

U mozgu se nalaze neuralne staniceastrociti koji u laboratorijskim organoidima dostižu punu zrelost. Astrociti su pomoćne stanice koje stvaraju i smanjuju veze između neurona po potrebi. Oni također stvaraju veze s krvnim žilama koje vode u mozak i van njega i igraju važnu ulogu u percepciji ozljeda.