Dela med sig:
Topp 10 fascinerande saker som odlas i en lab
Det råder ingen tvekan om att vetenskapen har gjort otroliga genombrott de senaste 100 åren. Detta gäller speciellt inom medicin och bioteknik. Från livräddande vacciner till revolutionerande operationer har vetenskapen väsentligt förbättrat vår livskvalitet.
Framsteg kräver forskare att innovera nya lösningar på åldersgamla problem. Bakom varje medicinsk upptäckt finns ett laboratorium fullt av fascinerande idéer. Ibland väcker dessa experiment etiska frågor. Men mestadels är de intressanta tillvägagångssätt för besvärliga problem.
Och vilken lösning är mer kreativ än att växa något i ett labb från början? Här är 10 fascinerande lab-odlade objekt som vi kanske inte har förväntat oss.
10 grisben
År 2016 implanterade forskare i USA framgångsrikt lab-engineered ben i 14 vuxna Yucatan mini-grisar. Ingen av grisarna avvisade de nya organen efter operationen. Tvärtom. Blodkärlen inuti de labbetade benen integrerades sömlöst i grisarnas tidigare existerande cirkulationssystem.
Hur var allt detta möjligt?
För att få igång processen startade forskarna grisarnas käftben och kartlade deras strukturer. De skapade sedan matchande cellfria byggnadsställningar ur koben. Dessa strukturer injicerades med grisens stamceller och blöts i en näringsrik lösning. Resultatet var fullt funktionellt, levande ben.
9 råtta
Forskare på Massachusetts General Hospital gjorde nyheter under 2015 när de växte en hel råtta förben i laboratoriet. Det var det första framgångsrika projektet av sitt slag i världen.
Ansträngningen leddes av Dr Harold Ott, som också är chef för Ott Laboratory för organteknik och regenerering. Deras experiment resulterade också i att arbeta muskelvävnad efter endast 16 dagar.
Så här gjorde de det:
Dr. Ott och hans team tog en levande råttimben och tog bort alla sina celler. Denna process kallas decellularisering. När alla levande celler avlägsnades lämnade forskarna en proteinram för benen.
De injicerade sedan denna struktur med levande celler som bildade muskelvävnad och blodkroppar inom några veckor. För att testa funktionaliteten hos den labbetade benen applicerade laget små elektriska laddningar till muskelvävnaden.
Resultatet? Musklerna i benen kontraherade exakt som naturligt odlade organ skulle.
8 Hamburgare
Smeknamnet "schmeat", debuterade den första labbetade burgaren i världen i London 2013. Den skapades i Nederländerna av Dr. Mark Post, professor i vaskulär fysiologi. Hans mål var att producera kött som inte orsakade "otillbörligt djurlid och miljöskada" som traditionella köttkällor gör. Projektet tog honom fem år och $ 325,000 för att slutföra.
Efter sin framgång gick Post vidare till att hitta Mosa Meats. Andra företag hoppade också på chansen att producera egenvuxen kött. Memphis Meats, en uppstart i San Francisco, skapade labbetade köttbullar 2016. De växte också kycklingremsor-en värld först.
Men dessa beräknas inte vara tillgängliga för allmänheten fram till 2021. Ett annat Kalifornien-företag, Hampton Creek, presenterade planer på att få labbkött till butikshyllor sen 2018.
7 Human-Pig Embryo
I Spanien och La Jolla, Kalifornien, växte en grupp vetenskapsmän på Salkinstitutet framgångsrikt mänskliga celler i ett grisembryo. Målet med forskningen är att så småningom växa hela mänskliga organ, som kommer att användas för transplantationer, inom andra djur. Forskare på Salk har redan odlat flera råttorgan inom musembryon. Men denna forskning har tagit upp några etiska frågor.
År 2015 slutade USA att finansiera interspecies chimärforskning med skattebetalarnas dollar. I genetiken är en chimär ett naturligt förekommande fenomen där en enda organism har två eller flera olika DNA-uppsättningar.
Men en interspecies chimär innehåller DNA från två eller flera arter. Detta har väckt oro över huruvida grisarna eller andra djur som implanteras med mänskliga celler kommer att utveckla mänskliga hjärnfunktioner.
Juan Carlos Izpisua Belmonte och hans team har sagt att de syftar till att "testa sätt att fokusera mänskliga celler på att göra specifika vävnader samtidigt som man undviker något bidrag till hjärnan, spermier eller ägg."
6 mussperma
År 2016 producerade forskare vid Zoologiska institutet vid den kinesiska vetenskapsakademin livskraftig mussperma från stamceller. För att göra detta extraherade de stamceller från möss och introducerade dem till testikelceller från nyfödda möss.
Qi Zhou och Xiao-Yang Zhao, som ledde experimentet, avslöjade också stamcellerna till flera kemikalier som är involverade i utveckling av spermier. Detta inkluderar testosteron, ett hormon som inducerar follikeltillväxt och ett tillväxtinducerande hormon från hypofysen.
Omkring två veckor hade forskarna utvecklat fullt funktionella spermier. De implanterade spermierna i livskraftiga ägg och överförde zygoterna till kvinnliga möss.
Nio muspuppar föddes ur detta experiment, av vilka några senare reproducerades på egen hand. Även om det fortfarande inte är lika effektivt som artificiell insemination med naturlig sperma (3 procent framgångsfördelning jämfört med 9 procent), håller denna forskning lov om framtida fertilitetsbehandlingar.
5 blodstamceller
Två separata lag av forskare utvecklade nya tillvägagångssätt för att skapa blodstamceller. Ett lag, baserat på Boston Children's Hospital, leddes av George Daley. Denna grupp började med mänskliga hudceller och "omprogrammeras" dem för att bli iPS (inducerade pluripotenta stamceller). En iPS-cell är en konstgjord, universell stamcell.
Daleys team injicerade sedan iPS-cellerna med transkriptionsfaktorer, vilka är gener konstruerade för att kontrollera andra gener. Därefter implanterades de modifierade iPS-cellerna i möss för att utvecklas. (Om du håller på att spåra, det gör dessa möss interspecies chimärer.)
Efter 12 veckor hade dessa forskare skapat något som bara var en föregångare till blodstamceller. Men andra laget gick ännu bättre.
I Weill Cornell Medical College slog Shahin Rafii och hans team över iPS-skapelsen. Istället tog de celler från blodkärl i vuxna möss och injicerade dem med fyra transkriptionsfaktorer. Sedan flyttade de cellerna i petriskålar som var utrustade för att återskapa miljön inom ett humant blodkärl.
Dessa celler transformerades till blodstamceller. Stamcellerna från detta experiment var så kraftfulla att de helt läkte en grupp möss som lider av ett lågt blodcellsantal på grund av strålbehandlingar.
4 äppelör
I 2016 växte canadens biofysiker Andrew Pelling och hans team vid Ottawa University med framgångsrik mänsklig vävnad med hjälp av äpplen. Med hjälp av en decellulariseringsteknik för att avlägsna befintliga celler från äpplet lämnades de med äpplecellulosa "byggnadsställningar". Förresten är cellulosa det som ger äpplen deras tillfredsställande knäcka.
Pelling och hans lag skar bort ett öronformat stycke cellfritt äpple och injicerade det med mänskliga celler. Cellerna befolkade strukturen och skapade en auricle (den yttre delen av örat).
Motivationen för experimentet var att skapa billigare implantat. Enligt Pelling är hans labbvuxna material också mindre problematiskt än konventionella biologiska material som används för implantat, som ofta kommer från djur eller döda kroppar.
Denna teknik är inte begränsad till äpplen. Han tittar också på att replikera sina fynd i blomblad, sparris och andra grönsaker.
3 kaninpenis
År 2008 chaperoned Dr. Anthony Atala från Wake Forest Institute for Regenerative Medicine en grupp parningskaniner. Men det var inte någon grupp kaniner. Hanarna hade alla fått lab-grown penises, en idé som han hade jobbat på sedan 1992.
Av de 12 kaninerna som fått bioengineered penis försökte alla parning. Åtta av kaninerna lyckades ejaculeras, och fyra kaniner hade avkommor.
Vid 2014 hade Atala och hans team skapat sex mänskliga penis med förhoppningen om att få FDA godkännande för mänsklig transplantation. Vetenskapsmännen lägger laboratorierna genom noggrann testning, med hjälp av en maskin för att dra och pressa dem för att se till att de håller fast vid vardagliga slitage.
Teamet ställer också upp maskiner för att pumpa vätska genom organen för att säkerställa att de kan hantera erektioner. Från och med 2017 hade amerikanska livsmedels- och drogadministrationen inte godkänt de laboratorieväxlade organen för mänsklig transplantation i den allmänna befolkningen.
2 Vaginas
Dr Anthony Atala och hans lag växte också mänskliga vaginer i deras lab. Dessa organ implanterades sedan i fyra tonåringar i Mexiko som hade en störning som hade orsakat att de föddes utan vaginas.
För att bygga organen tog Atalas lag ett litet vävnadsprov från varje tjej. Sedan skapade de en anpassad biologiskt nedbrytbar byggnadsställning och injicerade den med celler odlade från de ursprungliga vävnadsproverna.
Den första av dessa operationer slutfördes 2005. Uppföljningar med kvinnorna avslöjade inga långsiktiga komplikationer från verksamheten. Alla fyra kvinnorna rapporterade normal sexuell funktion. Dock har endast två av kvinnorna livmoder. Det är oklart huruvida de återstående två kommer att kunna bära barn.
1 hjärnbollar
Sergiu Pasca på Stanford University har hållit en mini-hjärna levande i två hela år. Forskare hänvisar till det som en cerebral organoid. Endast omkring 4 millimeter (0,16 tum) i diameter odlades denna lilla klump av mänsklig hjärnvävnad i laboratoriet från stamceller. Med rätt hormoner kan forskare koaxera vävnaden för att växa till strukturer som nästan efterliknar delar av hjärnan.
Den största skillnaden mellan den verkliga affären och dessa mini motsvarigheter?
De laboratorievuxna hjärnorna har inte blodkärl eller vita blodkroppar, och de följer inte typiska neurodevelopmentmönster. I stället slutar de att mogna i motsvarighet till den första trimestern av mänsklig utveckling. Åtminstone det är fallet med cerebrala organoid neuroner.
Det finns nonneurala celler i hjärnan som kallas astrocyter som klarar av att nå full mognad i de laboratorieväxta organoiderna. Astrocyter är hjälparceller som skapar och reducerar kopplingar mellan neuroner efter behov. De gör också anslutningar med blodkärl som leder in i och ut ur hjärnan och spelar en viktig roll vid avkänning av skador.
Ytterligare studier i dessa hjärnbollar kan hjälpa till att låsa upp mekanismerna bakom Lou Gehrigs sjukdom och flera neurodevelopmentala störningar.