В лаборатория с висок таван има ухо на чиния в метална кутия. Всъщност това е парче ябълка, издълбано във формата на ухо, но не и съвсем ябълка; целулозата се промива от ябълковите клетки и вместо това се попълват човешки клетки. Това са HeLa клетки, известни от много отдавна култивиращи потомство под формата на рак на шийката на матката. Да, това е ухото от утробата, държано от ябълката.
„Биохакингът е новото градинарство“, казва Андрю Пелинг, директор на Pelling Biophysical Manipulation Laboratory в Университета в Отава. Pelling избягва настоящата мода за генетични и биохимични манипулации, изследвайки поведението на клетките, когато физическата им среда се променя.
Ябълковото ухо е създадено като произведение на фантастика, като се позовава на известния случай, при който човешкото ухо е отглеждано на гърба на мишка, а изборът на клетките на HeLa е бил умишлено провокативен. Но сливането на растителни и животински, което представлява това парче, обещава много за регенеративната медицина, където дефектните части на тялото могат да бъдат заменени с инженерни алтернативи.
Инженерите по биоматериали, които създават алтернатива на собствените ни телесни тъкани, почти винаги са работили върху животни - прасета, например - чиито органи са подобни на нашите. Растителното царство до голяма степен беше пренебрегнато. Той обаче предлага огромно разнообразие от архитектури, много от които могат да обслужват нуждите на човешката физиология. Той също така предлага начин да се отдалечите от скъпите собствени биоматериали: отворен код за всички.
Основният проблем при създаването на орган е разработването на материали, които могат да запазят нови клетки в тялото, да поддържат формата и организацията на органа. При синтетичен подход формован полимерен скелет може да бъде оформен като орган и след това биоразграждащ се, тъй като новите клетки постепенно го заместват. Или клетките на донорния орган могат да бъдат измити, докато няма „орган призрак“- колагенови структури, които след това ще бъдат заселени от собствените клетки на пациента. Във всеки случай изкуствените и органични биоматериали се произвеждат в търговската мрежа и са много скъпи.
В областта на биоматериалите всяка година се променят милиарди долари от ръка на ръка: костите, хрущялите, кожата и целите органи се променят. Тази индустрия привлича талантливи изследователи, които са склонни да печелят от интелектуалната си собственост, но по-голямата част от света не могат да си го позволят. Например, малко хора могат да похарчат 800 долара за кубичен сантиметър отлюстено алографт на кожата, за да поправят лошо разкъсания ротаторен маншет, но ябълките могат да направят същото за сто цента за същия обем.
Купете червена ябълка от хранителния магазин (или вземете от градината), режете и измийте със сапун и вода, след това стерилизирайте във вряща вода за влакнеста мрежа, готова за работа с човешки клетки. Имплантирани под кожата, тези скелета бързо се запълват с клетки от околната тъкан, последвани от кръвоносни съдове. След осем седмици те са напълно съвместими с тялото; имунната система дори не се опитва да ги отхвърли. Част от растението започва да живее като живо същество.
Докато част от работата на Пелинг изисква генетична манипулация, ентусиазмът му е по-скоро за физическото манипулиране на клетките - бутането им с миниатюрни игли, разтягането им с лазер или ги затваря в контейнери с различна форма, за да видите как се организират. Последният подход има ценни приложения за сложни медицински проблеми като параплегия.
Промоционално видео:
Малките капиляри в стъблата на аспержите са с подходящ размер и форма за възстановяване на гръбначния мозък. Пелинг и неговите невролози са доказали, че нервните клетки на мишката растат добре в тези канали и докато имплантите на гръбначния мозък са склонни да се разпадат в тялото, растителните влакна не го правят. "Тя е напълно инертна като титан", казва Пелинг. По същия начин, розовите листенца перфектно образуват скеле за кожни присадки.
„Този вид изследвания е важен, тъй като разширява инструментариума“, казва Джефри Карп, експерт по биоматериали от Harvard School of Medicine. "Открития като тези отварят нови възможности за работещите в транслационната медицина."
Pelling's Lab се намира в Канада, където се възползва от лоялна регулаторна среда. За разлика от Европа, която има силно противопоставяне на генетично модифицирани организми (ГМО), или Съединените щати, с историята си на противоречия, Канада поощрява биологичните проучвания и здравните изследвания като цяло. През 2011 г. националното министерство на здравеопазването в Канада дори спонсорира симпозиум, наречен Нашето бъдеще на човека, където можете да се досетите какво се обсъжда (очевидно бъдещето ни след човека).
За да намерят медицинска употреба, биоматериалите с отворен код - подобно на рецептата за отслабване с ябълки по-горе - трябва да преминат през няколко етапа на тестване за одобрение от регулатора. Ако в края на този процес не се забележи печалба, клиничното изпитване ще се нуждае от частно финансиране. В световен мащаб достъпните, местно произведени и евтини биоматериали могат да бъдат цел за филантропите.
Докато някои биологични изследвания изискват сертифицирани лаборатории и множество нива на безопасност, много от тях се отказват от това. Лабораторията на Pelling's разработва методи, които позволяват на широката публика да туитира възможни експерименти за лабораторията, или директно да оперира микроскопа, или да се опита да повтори експеримента у дома, използвайки домашно оборудване за биохакиране и широко достъпни материали.
„Представете си, че хората биха създали клетъчни структури по същия начин, по който даряват изчислителна сила на SETI - търсенето на извънземен разум“, казва Пелинг. „Всеки ще бъде озадачен над този пъзел и бихме могли да тестваме стотици условия.“
Места като лабораторията на Pelling обещават да предприемат манипулация с клетки на улиците, независимо дали ни харесва или не. Може би това е бъдещето, което заслужаваме най-много: органи, отглеждани в растения.
Аз съм Гроот.
ИЛЯ КХЕЛ