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I ricercatori coltivano i organoids producenti veleno del serpente in laboratorio

I ricercatori dal gruppo di Hans Clevers all'istituto di Hubrecht (KNAW), in una collaborazione internazionale, hanno messo a punto un metodo per coltivare le celle della ghiandola del veleno del serpente come organoids. Queste mini ghiandole laboratorio-crescenti producono e secernono le tossine attive trovate nel veleno del serpente. I organoids della ghiandola del veleno del serpente possono svilupparsi dalle specie multiple ed essere mantenuti indefinitamente in laboratorio. Questa nuova tecnologia tiene la grande promessa diminuire l'effetto devastante e sfruttare i segreti del veleno del serpente. I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati nella cella del giornale scientifico sul il ventitreesimo gennaio.

Il buio ed il lato positivo dei serpenti ed il loro veleno hanno affascinato l'umanità per i millenni. Il morso di serpente uccide più di 100.000 persone (ed i disables 400.000 persone stimate) ogni anno, mentre molto soffrono dal ophidiophobia, un timore anormale dei serpenti. Tuttavia, le loro tossine sono egualmente una sorgente ricca per le nuove medicine e già sono state utilizzate per i trattamenti in Grecia antica. Da allora, molte droghe sono state ispirate dal veleno del serpente, compreso le droghe che la pressione sanguigna più bassa che abbassa le droghe ed evita l'emorraggia. Eppure, anche nella medicina moderna, è stata provocatoria completamente sfruttare il veleno del serpente per gli scopi dello sviluppo della droga e proteggere la gente dal suo potenziale letale. Alcuni ostacoli principali sono il trattamento ingombrante e pericoloso dei serpenti di mungitura e la difficoltà di studio e di modificazione dei fattori del veleno nelle ghiandole del serpente.

Nove serpenti differenti

Tre studenti di PhD che lavorano nel gruppo di Hans Clevers all'istituto di Hubrecht a Utrecht, Paesi Bassi, sono stati ispirati dai successi dei loro colleghi delle mini-versioni crescenti degli organi mammiferi in laboratorio, chiamate organoids. Si sono domandati se questo avrebbe funzionato per i reptilians anche e se potrebbero potere produrre il veleno in laboratorio. Hanno installato una collaborazione con gli esperti nel serpente a Leida, Liverpool ed Amsterdam per raccogliere le ghiandole del veleno da 9 serpenti differenti ed hanno tentato di coltivare le versioni miniatura di queste ghiandole in un piatto.

Temperatura corporea

Dopo che certo tweaking delle circostanze usate per coltivare i organoids umani, i ricercatori ha sviluppato una ricetta che sostiene indefinitamente la crescita delle ghiandole del veleno del serpente. “La similarità fra i termini della crescita per l'essere umano ed i tessuti del serpente era vacillante, con la differenza principale che è la temperatura„, dice Jens Puschhof (istituto di Hubrecht). Poiché la temperatura corporea dei serpenti è più bassa di quella degli esseri umani, i organoids della ghiandola del veleno si sono sviluppati soltanto alle temperature più insufficienti; 32ºC invece di 37ºC.

Tossine attive

Tramite un microscopio ad alta definizione, i ricercatori hanno osservato che le celle dei organoids sono riempite di strutture dense che somigliano al veleno che contiene le vescicole delle ghiandole del veleno. Effettivamente, le varie analisi hanno indicato che i organoids producono la vasta maggioranza delle componenti del veleno, o tossine, fatte dai serpenti. Per la prima volta, i ricercatori potevano studiare la produzione della tossina di diverse celle nella ghiandola del veleno.

Sappiamo da altri sistemi secretivi quali il pancreas e l'intestino che hanno specializzato la cella che i tipi fanno i sottoinsiemi degli ormoni. Ora abbiamo veduto per la prima volta che questa è egualmente la cassa per le tossine prodotte dalle celle della ghiandola del veleno del serpente.„

Joep Beumer, istituto di Hubrecht

Inoltre, i ricercatori hanno trovato che quello cambiare i fattori nel media della crescita dei organoids potrebbe cambiare la composizione del veleno, dante loro il controllo sopra il genere di veleno che è prodotto. In uno sforzo di collaborazione, hanno indicato che le neurotossine prodotte dai organoids sono attive e possono bloccare l'infornamento del nervo in vari sistemi delle cellule, simile alle neurotossine prodotte dai serpenti stessi.

Antiveleni e droghe

I risultati dei ricercatori possono avere conseguenze ampie. Il veleno prodotto dai organoids del veleno del serpente ha potuto essere usato per produzione dell'antiveleno come pure per lo sviluppo mirato a di nuove a droghe basate a veleno. Ulteriori studi sono in corso sviluppare queste applicazioni in futuro. Inoltre, che crescente il reptilian i organoids per la prima volta suggerisce che i tessuti da altri animali vertebrati (quali le lucertole, o il pesce) potrebbero anche svilupparsi questo modo. Infatti, i ricercatori corrente stanno installando un'ampia raccolta dei organoids della ghiandola del veleno da 50 reptilians tossici, serpenti ed altri animali velenosi, insieme all'esperto Freek Vonk nel reptilian al centro di biodiversità di Naturalis nei Paesi Bassi, per studiare questi generi differenti di veleno in laboratorio.

Paletto di Yorick (istituto di Hubrecht):

Era stupefacente vedere che che cosa iniziato con la nostra curiosità circa i organoids potenziali della ghiandola del veleno del serpente ha trasformato in una tecnologia con molte applicazioni potenziali che pregiudicano la sanità umana.„

Source:
Journal reference:

Post, Y., et al. (2020) Snake Venom Gland Organoids. Cell. doi.org/10.1016/j.cell.2019.11.038.