I et laboratorium med højt loft er der et øre på en skål i en metalboks. Det er faktisk et stykke æble, udskåret i form af et øre, men heller ikke helt et æble; cellulose blev vasket fra æblecellerne, og menneskelige celler blev i stedet befolket. Dette er HeLa-celler, berygtede for længe siden at dyrke afkom i form af livmoderhalskræft. Ja, dette er øret fra maven, som ejes af.
”Biohacking er den nye havearbejde,” siger Andrew Pelling, direktør for Pelling Biophysical Manipulation Laboratory på University of Ottawa. Pelling undgår den nuværende måde at genetisk og biokemisk manipulation på, og undersøger cellernes opførsel, når deres fysiske miljø ændrer sig.
Æbleøret blev skabt som et fiktion, der henviser til det berømte tilfælde, hvor det menneskelige øre blev dyrket på bagsiden af en mus, og valget af HeLa-celler var bevidst provokerende. Men fusionen af planter og dyr, som dette stykke repræsenterer, lover meget for regenerativ medicin, hvor mangelfulde kropsdele kan erstattes med tekniske alternativer.
Biomaterialeteknikere, der skaber et alternativ til vores eget kropsvæv, har næsten altid arbejdet på dyr - for eksempel svin - hvis organer ligner vores. Planteriget blev stort set forsømt. Imidlertid tilbyder det en lang række arkitekturer, hvoraf mange kan imødekomme menneskets fysiologiske behov. Det tilbyder også en måde at bevæge sig væk fra dyre proprietære biomaterialer: open source for alle.
Hovedproblemet ved at skabe et organ er at udvikle materialer, der kan bevare nye celler i kroppen, bevare organets form og organisering. I en syntetisk fremgangsmåde kan et støbt polymerstilladelse formes som et organ og derefter bionedbrydes, når nye celler gradvist erstatter det. Eller cellerne i donororganet kan vaskes ud, indtil der ikke er noget "orgelspøgelse" - kollagenstrukturer, som derefter vil blive befolket af patientens egne celler. Under alle omstændigheder produceres kunstige og organiske biomaterialer kommercielt og er meget dyre.
Inden for biomaterialer skifter milliarder af dollars fra hånd til hånd hvert år: knogler, brusk, hud og hele organer skifter. Denne branche tiltrækker talentfulde forskere, der er villige til at drage fordel af deres intellektuelle ejendom, men størstedelen af verden har ikke råd til det. For eksempel kan få mennesker bruge $ 800 på en kubikcentimeter decellulariseret hud allograft for at reparere en dårligt revet rotatormanchet, men æbler kan gøre det samme for en cent for det samme volumen.
Køb et rødt æble fra købmanden (eller vælg fra haven), skiver og vask med sæbe og vand, steriliser derefter i kogende vand til et fibernet, der er klar til at arbejde med humane celler. Implanteret under huden fyldes disse stilladser hurtigt op med celler fra det omgivende væv efterfulgt af blodkar. Efter otte uger er de fuldt ud kompatible med kroppen; immunforsvaret prøver ikke engang at afvise dem. En del af planten begynder at leve som et levende væsen.
Mens nogle af Pelling's arbejde kræver genetisk manipulation, er hans entusiasme mere i fysisk manipulation af celler - skubbe dem med små nåle, strække dem med en laser eller indeslutte dem i containere med forskellige former for at se, hvordan de organiserer sig. Den sidstnævnte tilgang har værdifulde anvendelser til komplekse medicinske problemer, såsom paraplegi.
Salgsfremmende video:
De små kapillærer i aspargesstængler er den rigtige størrelse og form til rygmarvsreparation. Pelling og hans neurovidenskabsmænd har vist, at musenerveceller vokser godt i disse kanaler, og mens rygmarvsimplantater har en tendens til at bryde sammen i kroppen, gør plantefibre det ikke.”Hun er helt inert - som titan,” siger Pelling. Ligeledes danner roseblade perfekt stilladser til hudtransplantater.
”Denne form for forskning er vigtig, da den udvider værktøjskassen,” siger Jeffrey Karp, en biomaterialekspert ved Harvard School of Medicine. "Opdagelser som disse åbner nye muligheder for dem, der arbejder i translationel medicin."
Pelling's Lab er beliggende i Canada, hvor det drager fordel af et loyal lovgivningsmiljø. I modsætning til Europa, der har en stærk modstand mod genetisk modificerede organismer (GMO'er) eller USA med sin kontrovershistorie, tilskynder Canada biohacking og sundhedsundersøgelser generelt. I 2011 sponsorerede Canadas nationale sundhedsafdeling endda et symposium kaldet Our Post-Human Future, hvor du kan gætte hvad der blev drøftet (vores post-human fremtid, åbenbart).
For at finde en medicinsk brug skal open source-biomaterialer - som den decellulariserede æbleopskrift ovenfor - gennemgå flere stadier af test for at få lovgivningsmæssig godkendelse. Hvis der ikke ses nogen fortjeneste ved afslutningen af denne proces, vil det kliniske forsøg kræve privat finansiering. Globalt kan overkommelige, lokalt producerede og billige biomaterialer meget vel være et mål for filantroper.
Mens nogle biologiske undersøgelser kræver certificerede laboratorier og flere sikkerhedsniveauer, forlader mange dette. Pelling's Lab udvikler metoder, der gør det muligt for offentligheden at tweete mulige eksperimenter til laboratoriet, eller direkte betjene mikroskopet eller forsøge at replikere eksperimentet derhjemme ved hjælp af hjemmebiohackingudstyr og almindeligt tilgængelige materialer.
”Forestil dig, at mennesker ville skabe cellulære strukturer på samme måde, som de donerer computerkraft til SETI - søgen efter udenrigsretlig intelligens,” siger Pelling. "Alle vil blive forundrede over dette puslespil, og vi kunne teste hundreder af betingelser."
Steder som Pelling's laboratorium lover at tage cellemanipulation til gaderne, hvad enten vi kan lide det eller ej. Måske er det den fremtid, vi fortjener mest: plantevoksede organer.
Jeg er Groot.
ILYA KHEL
