I et laboratorium med høyt tak er det et øre på et fat i en metallboks. Det er faktisk et stykke eple, hugget i form av et øre, men heller ikke helt et eple; cellulose ble vasket fra eplecellene, og menneskelige celler ble befolket i stedet. Dette er HeLa-celler, beryktet for lenge siden å dyrke avkom i form av livmorhalskreft. Ja, dette er øret fra livmoren, holdt av eplet.
"Biohacking er den nye hagearbeidet," sier Andrew Pelling, direktør for Pelling Biophysical Manipulation Laboratory ved University of Ottawa. Pelling avver dagens mote for genetisk og biokjemisk manipulering, og undersøker atferden til celler når deres fysiske miljø endres.
Epleøret ble opprettet som et skjønnlitterært verk, og refererte til den berømte saken der det menneskelige øret ble dyrket på baksiden av en mus, og valget av HeLa-celler var bevisst provoserende. Men sammensmeltningen av plante og dyr som dette stykket representerer, lover mye for regenerativ medisin, der mangelfulle kroppsdeler kan erstattes med ingeniøralternativer.
Ingeniører av biomaterialer som skaper et alternativ til vårt eget kroppsvev, har nesten alltid arbeidet med dyr - for eksempel griser - hvis organer ligner vårt. Planteriket ble stort sett forsømt. Imidlertid tilbyr det et stort utvalg av arkitekturer, hvorav mange kan tilfredsstille menneskets fysiologiske behov. Det tilbyr også en måte å bevege seg bort fra dyre proprietære biomaterialer: åpen kildekode for alle.
Hovedproblemet i å skape et organ er å utvikle materialer som kan bevare nye celler i kroppen, opprettholde organets form og organisering. I en syntetisk tilnærming kan et støpt polymer stillas formes som et organ og deretter bionedbrytes når nye celler gradvis erstatter det. Eller cellene i donororganet kan vaskes ut til det ikke er noe "orgelspøkelse" - kollagenstrukturer, som deretter vil bli befolket av pasientens egne celler. Uansett produseres kunstige og organiske biomaterialer kommersielt og er veldig dyre.
Innen biomaterialer skifter milliarder av dollar fra hånd til hånd hvert år: bein, brusk, hud og hele organer endres. Denne bransjen tiltrekker seg talentfulle forskere som er villige til å tjene på intellektuell eiendom, men majoriteten av verden har ikke råd. For eksempel kan få mennesker bruke 800 dollar på en kubikkcentimeter dekellularisert allograft hud for å reparere en dårlig revet rotatormansjett, men epler kan gjøre det samme for en cent for samme volum.
Kjøp et rødt eple fra matbutikken (eller plukk fra hagen), skiver og vask med såpe, og steriliser deretter i kokende vann til et fibernett som er klart til å jobbe med menneskeceller. Implementert under huden fylles disse stillasene raskt med celler fra det omkringliggende vevet, etterfulgt av blodkar. Etter åtte uker er de fullt kompatible med kroppen; immunforsvaret prøver ikke en gang å avvise dem. En del av planten begynner å leve som et levende vesen.
Mens noen av Pelings arbeider krever genetisk manipulasjon, handler entusiasmen hans mer om fysisk manipulering av celler - å pusse dem med bittesmå nåler, strekke dem med en laser eller omslutte dem i containere med forskjellige former for å se hvordan de organiserer seg. Den sistnevnte tilnærmingen har verdifulle bruksområder for komplekse medisinske problemer som paraplegi.
Salgsfremmende video:
De små kapillærene i aspargesstenglene er i riktig størrelse og form for ryggmargsreparasjon. Pelling og nevrovitenskapsmenn hans har vist at nervenes museceller vokser godt i disse kanalene, og mens implantater i ryggmargen har en tendens til å bryte sammen i kroppen, gjør ikke planten fiber det. "Hun er helt inert - som titan," sier Pelling. På samme måte danner rosenblader perfekt stillas for hudtransplantater.
"Denne typen forskning er viktig fordi den utvider verktøykassen," sier Jeffrey Karp, biomaterialekspert ved Harvard School of Medicine. "Funn som disse åpner for nye muligheter for de som jobber i translasjonsmedisin."
Pelling's Lab er lokalisert i Canada, der det drar nytte av et lojal regelverk. I motsetning til Europa, som har sterk motstand mot genmodifiserte organismer (GMO), eller USA, med sin kontrovershistorie, oppmuntrer Canada biohacking og helseforskning generelt. I 2011 sponset Canadas nasjonale avdeling for helse til og med et symposium kalt Our Post-Human Future, der du kan gjette hva som ble diskutert (vår post-human fremtid, åpenbart).
For å finne medisinsk bruk, må open source biomaterialer - som den desellulariserte epleoppskriften ovenfor - gå gjennom flere stadier av testing for godkjenning fra myndighetene. Hvis det ikke sees noe overskudd på slutten av denne prosessen, vil den kliniske studien trenge privat finansiering. Globalt kan rimelige, lokalt produserte og rimelige biomaterialer godt være et mål for filantropene.
Selv om noe biologisk forskning krever sertifiserte laboratorier og flere sikkerhetsnivåer, forlater mange dette. Pelling's Lab utvikler metoder som lar allmennheten tweete mulige eksperimenter for laboratoriet, eller direkte betjene mikroskopet, eller prøve å gjenskape eksperimentet hjemme ved hjelp av hjemmebiohackingutstyr og allment tilgjengelige materialer.
"Tenk deg at mennesker ville lage cellulære strukturer på samme måte som de gir datakraft til SETI - søket etter utenomjordisk intelligens," sier Pelling. "Alle vil bli forundret over dette puslespillet, og vi kunne teste hundrevis av forhold."
Steder som Pells laboratorium lover å ta cellemanipulering til gatene, enten vi liker det eller ikke. Kanskje dette er fremtiden vi fortjener mest: plantevoksede organer.
Jeg er Groot.
ILYA KHEL
