Într-un laborator cu tavan înalt, există o ureche pe o farfurie într-o cutie de metal. Este de fapt o bucată de măr, sculptată în formă de ureche, dar nici nu este chiar un măr; celuloza a fost spălată din celulele mărului și în locul lor au fost populate celule umane. Acestea sunt celule HeLa, de renume pentru faptul că cultivă odraslă în urmă cu formă de cancer de col uterin. Da, aceasta este urechea din pântece, deținută de măr.
"Biohacking este noua horticultură", spune Andrew Pelling, director al Pelling Biophysical Manipulation Laboratorul de la Universitatea din Ottawa. Pelling evită moda actuală pentru manipularea genetică și biochimică, examinând comportamentul celulelor atunci când mediul lor fizic se schimbă.
Urechea de mere a fost creată ca o lucrare de ficțiune, referindu-se la celebrul caz în care urechea umană a fost crescută pe spatele unui mouse, iar alegerea celulelor HeLa a fost în mod deliberat provocatoare. Dar fuziunea dintre plante și animale pe care o reprezintă această lucrare promite multe pentru medicina regenerativă, unde părțile defecte ale corpului pot fi înlocuite cu alternative de inginerie.
Inginerii biomateriali care creează alternative la țesuturile proprii ale corpului au lucrat aproape întotdeauna la animale - porci, de exemplu - ale căror organe sunt similare cu ale noastre. Regatul vegetal a fost în mare măsură neglijat. Cu toate acestea, oferă o varietate uriașă de arhitecturi, multe dintre ele pot servi nevoilor fiziologiei umane. De asemenea, oferă o modalitate de a vă îndepărta de biomaterialele scumpe de proprietate: open source pentru toată lumea.
Principala problemă în crearea unui organ este dezvoltarea materialelor care să poată păstra noi celule în corp, să mențină forma și organizarea organului. Într-o abordare sintetică, o schelă polimerică modelată poate avea forma unui organ și apoi biodegradă, deoarece celulele noi îl înlocuiesc treptat. Sau celulele organului donator pot fi spălate până când nu există o „fantomă de organ” - structuri de colagen, care vor fi apoi populate de propriile celule ale pacientului. În orice caz, biomaterialele artificiale și organice sunt produse comercial și sunt foarte scumpe.
În domeniul biomaterialelor, miliarde de dolari se schimbă din mână în mână în fiecare an: oasele, cartilajul, pielea și organele întregi se schimbă. Această industrie atrage cercetători talentați care sunt dispuși să profite de proprietatea lor intelectuală, dar majoritatea lumii nu își pot permite. De exemplu, puțini oameni pot cheltui 800 de dolari pe un centimetru cub de alergă decelularizată a pielii pentru a repara o manșetă rotativă ruptă, dar merele pot face același lucru pentru un cent pentru același volum.
Cumpărați un măr roșu de la magazinul alimentar (sau alegeți din grădină), feliați și spălați cu săpun și apă, apoi sterilizați în apă clocotită pentru o plasă de fibre gata să lucreze cu celulele umane. Implantate sub piele, aceste schele se umplu rapid cu celule din țesutul din jur, urmate de vase de sânge. După opt săptămâni, sunt complet compatibile cu corpul; sistemul imunitar nici nu încearcă să-i respingă. O parte din plantă începe să trăiască ca o ființă vie.
În timp ce o parte din lucrările lui Pelling necesită o manipulare genetică, entuziasmul său este mai mult în manipularea fizică a celulelor - împingându-le cu ace mici, întinzându-le cu un laser sau închizându-le în containere cu forme diferite pentru a vedea cum se organizează. Această din urmă abordare are aplicații valoroase pentru probleme medicale complexe, cum ar fi paraplegia.
Video promotional:
Capilarele minuscule din tulpinile de sparanghel au dimensiunea și forma potrivită pentru repararea măduvei spinării. Pelling și neuroștiștiștii săi au demonstrat că celulele nervoase ale șoarecilor cresc bine în aceste canale, iar în timp ce implanturile măduvei spinării tind să se descompună în organism, fibrele vegetale nu. "Este complet inertă - ca titanul", spune Pelling. La fel, petalele de trandafir formează perfect schele pentru grefe de piele.
„Acest tip de cercetare este important, deoarece extinde cutia de instrumente”, spune Jeffrey Karp, un expert în materie de biomateriale la Harvard School of Medicine. „Descoperiri ca acestea deschid noi oportunități pentru cei care lucrează în medicina translațională”.
Pelling's Lab este localizat în Canada, unde beneficiază de un mediu de reglementare fidel. Spre deosebire de Europa, care are o puternică opoziție împotriva organismelor modificate genetic (OMG) sau a Statelor Unite, cu istoricul său de controverse, Canada încurajează cercetarea în domeniul biohacking-ului și sănătății în general. În 2011, Departamentul Național al Sănătății din Canada a sponsorizat chiar un simpozion numit Viitorul nostru post-uman, unde puteți ghici despre ce s-a discutat (viitorul nostru post-uman, evident).
Pentru a găsi o utilizare medicală, biomaterialele open source - cum ar fi rețeta de mere decelularizată de mai sus - trebuie să parcurgă mai multe etape de testare pentru aprobarea regulamentară. Dacă nu se vede niciun profit la finalul acestui proces, studiul clinic va avea nevoie de finanțare privată. Biomateriale la nivel mondial, accesibile, produse local și ieftine, pot fi o țintă pentru filantropi.
În timp ce unele cercetări biologice necesită laboratoare certificate și niveluri multiple de siguranță, mulți abandonează acest lucru. Pelling’s Lab dezvoltă metode care permit publicului larg să tweeteze posibilele experimente pentru laborator, sau să opereze direct microscopul, sau să încerce să reproducă experimentul acasă folosind echipamente de biohacking acasă și materiale disponibile pe scară largă.
„Imaginați-vă că oamenii ar crea structuri celulare în același mod în care donează puterea de calcul SETI - căutarea inteligenței extraterestre”, spune Pelling. "Toți vor fi încurcați de acest puzzle și am putea testa sute de condiții."
Locuri precum laboratorul lui Pelling promit să ducă manipularea celulelor pe străzi, indiferent dacă ne place sau nu. Poate că acesta este viitorul pe care îl merităm cel mai mult: organe cultivate cu plante.
Eu sunt Groot.
ILYA KHEL
