Tidak syak lagi bahawa sains telah membuat banyak kejayaan luar biasa dalam 100 tahun yang lalu. Ini benar terutamanya untuk perubatan dan bioengineering. Dari vaksin yang menyelamatkan nyawa hingga pembedahan revolusioner, sains menjadikan kehidupan kita lebih baik. Untuk menghasilkan penyelesaian baru untuk masalah lama, kemajuan memerlukan saintis. Di sebalik setiap penemuan perubatan adalah makmal yang penuh dengan idea-idea luar biasa. Kadang kala eksperimen ini menimbulkan persoalan etika. Tetapi lebih kerap mereka hanya membawa kepada penyelesaian yang menarik untuk masalah yang menjengkelkan.
Apa yang lebih canggih daripada menanam sesuatu di makmal dari awal? Berikut adalah senarai sepuluh keping hasil makmal yang luar biasa yang disusun oleh Listverse. Ini belum pernah anda lihat!
Tulang babi
Pada tahun 2016, saintis AS berjaya menanam tulang buatan makmal dalam empat belas babi mini Yucatan dewasa. Tidak ada babi yang menolak organ baru selepas pembedahan. Agak berlawanan. Saluran darah tulang makmal disatukan dengan lancar ke dalam peredaran babi yang sudah ada.
Bagaimana ini menjadi mungkin?
Pertama, para saintis mengimbas tulang rahang babi dan memetakan strukturnya. Kemudian mereka membuat perancah selular yang sesuai dari tulang lembu. Struktur ini disuntik dengan sel induk babi dan diisi dengan larutan kaya nutrien. Hasilnya adalah tulang hidup yang berfungsi sepenuhnya.
Video promosi:
Anggota badan tikus
Para saintis di Massachusetts Hospital menjadi berita utama ketika mereka mengangkat seluruh kaki depan tikus di makmal pada tahun 2015. Ini adalah projek pertama yang berjaya di dunia.
Proses itu dipimpin oleh Dr. Harold Ott, yang juga mengetuai Laboratorium Ott untuk Kejuruteraan Organ dan Regenerasi. Setelah hanya 16 hari, percubaan mereka menghasilkan penciptaan tisu otot. Inilah cara mereka melakukannya.
Ott dan pasukannya mengambil anggota badan tikus yang hidup dan membuang semua selnya. Proses ini dipanggil decellularization. Setelah sel-sel hidup dikeluarkan, para saintis dibiarkan bersendirian dengan kerangka protein untuk anggota badan.
Mereka kemudian mengisi struktur ini dengan sel hidup, yang membentuk tisu otot dan sel darah hanya dalam beberapa minggu. Untuk menguji kefungsian anggota badan yang tumbuh di makmal, kumpulan itu menggunakan arus elektrik yang lemah pada tisu otot.
Hasilnya? Otot-otot pada anggota badan menguncup dengan cara yang sama seolah-olah normal, tumbuh pada organ.
Burger
Burger pertama yang ditanam di makmal, diberi nama kod schmeat, muncul di London pada tahun 2013. Ia dicipta di Belanda oleh Dr. Mark Post, profesor fisiologi vaskular. Tujuannya adalah untuk menghasilkan semula daging yang "tidak menyebabkan penderitaan haiwan dan tidak membahayakan alam sekitar," tidak seperti sumber daging tradisional. Projek ini memakan masa 5 tahun dan $ 325,000.
Selepas kejayaan Post, kegembiraan mengenai penciptaan daging makmal bermula. Memphis Mear, syarikat permulaan yang berpusat di San Francisco, mencipta bola bertemu makmal pada tahun 2016. Juga mengangkat tongkat ayam - yang pertama di dunia.
Walau bagaimanapun, daging yang ditanam di makmal tidak akan tersedia untuk orang awam sehingga tahun 2021.
Embrio babi manusia
Sekumpulan saintis dari Sepanyol dan La Joya, California di Salk Institute berjaya menumbuhkan sel manusia dalam embrio babi. Tujuan kajian ini adalah untuk akhirnya menumbuhkan seluruh organ manusia untuk digunakan untuk pemindahan di dalam haiwan lain. Para saintis di Salk telah menanam beberapa organ tikus di dalam embrio tikus. Tetapi dengan penyelidikan terbaru, persoalan etika yang tidak dapat dielakkan telah dikemukakan.
Pada tahun 2015, AS mengakhiri wang pembayar cukai untuk penyelidikan mengenai chimera interspesies. Dalam genetik, chimera adalah kejadian semula jadi di mana satu organisma mempunyai dua atau lebih set DNA yang berbeza.
Tetapi sebuah chimera interspesies mengandungi DNA dua atau lebih jenis. Ini menimbulkan kebimbangan sama ada babi atau haiwan lain yang ditanamkan dengan sel manusia akan mengembangkan fungsi otak manusia.
Juan Carlos Izpisua Belmonte dan pasukannya mengatakan mereka bertujuan "untuk menguji kemampuan untuk fokus pada sel manusia ketika membuat tisu tertentu, sambil menghindari sebarang sumbangan pada otak, sperma atau telur."
Sperma tikus
Pada tahun 2016, para saintis dari Institut Zoologi Akademi Sains China mencipta sperma tikus yang layak dari sel stem. Untuk melakukan ini, mereka mengeluarkan sel stem dari tikus dan menyuntikkannya ke sel testis pada tikus yang baru lahir.
Qi Zhou dan Xiao-Yang Zhao, yang melakukan eksperimen, juga mendedahkan sel induk kepada beberapa bahan kimia yang terlibat dalam pengembangan sperma. Di antaranya adalah testosteron, hormon yang menyebabkan pertumbuhan folikel, dan hormon yang menyebabkan pertumbuhan dari kelenjar pituitari.
Selepas dua minggu, para saintis memperoleh sel sperma yang berfungsi sepenuhnya. Mereka menanamkan sperma ini ke dalam telur hidup dan memindahkan zigot ke tikus betina. Semasa percubaan, sembilan tikus dilahirkan, beberapa dari mereka meneruskan keturunan. Walaupun proses inseminasi ini tidak seefektif inseminasi buatan menggunakan sperma semula jadi (kejayaan 3% berbanding 9%), kajian ini memberikan harapan besar untuk rawatan kesuburan di masa depan.
Sel stem darah
Dua pasukan saintis yang berbeza telah mengembangkan pendekatan inovatif untuk penciptaan sel stem darah. Satu kumpulan adalah dari Boston Children Hospital di bawah arahan George Daly. Mereka bermula dengan sel-sel kulit manusia dan "memprogramkan kembali" mereka menjadi sel induk pluripoten yang disebabkan. Sel iPS adalah sel stem sejagat yang dibuat secara buatan.
Pasukan Daly kemudian memperkenalkan faktor transkripsi ke dalam sel iPS, yang merupakan gen yang dirancang untuk mengawal gen lain. Setelah itu, sel-sel iPS yang diubah suai ditanamkan pada tikus untuk pengembangan lebih lanjut. (Sekiranya anda ingat, itu menjadikan tikus itu chimera jenis silang.)
Selepas 12 minggu, para saintis ini hanya mencipta pendahulu sel stem darah. Tetapi pasukan kedua berjaya melangkah lebih jauh.
Di Weill Cornell College of Medicine, Shahin Rafiy dan pasukannya melangkau penciptaan IPS. Sebaliknya, mereka mengambil sel dari saluran darah dari tikus dewasa dan menyuntikkannya dengan empat faktor transkripsi. Mereka kemudian memindahkan sel-sel ke dalam piring Petri, yang dilengkapi untuk membuat semula persekitaran saluran darah manusia.
Sel-sel ini diubah menjadi sel stem darah. Sel induk dari eksperimen ini sangat kuat sehingga mereka menyembuhkan sepenuhnya sekumpulan tikus yang menderita jumlah sel darah rendah akibat terapi radiasi.
Telinga epal
Pada tahun 2016, ahli biofisik Kanada Andrew Pelling dan pasukannya di University of Ottawa berjaya menumbuhkan tisu manusia menggunakan epal. Dengan bantuan kaedah decellularization, mereka membuang sel-sel yang ada di dalam epal dan kekal dengan "hutan" selular. Namun, selulosa inilah yang memberi epal keperangannya yang berair.
Pelling dan pasukannya memotong sebiji epal berbentuk telinga dan memasukkan sel manusia ke dalamnya. Sel-sel mengisi struktur dan mencipta auricle (bahagian luar telinga).
Mengapa eksperimen ini diperlukan? Untuk membuat implan lebih murah. Pelling mengatakan bahan makmalnya juga kurang senang dibanding dengan bahan biologi konvensional, yang sering diambil dari haiwan atau mayat. Kaedahnya juga tidak terhad kepada epal. Dia cuba menghasilkan semula ciptaannya pada kelopak bunga dan sayur-sayuran lain.
Zakar arnab
Pada tahun 2008, Dr. Anthony Atala dari Institut Perubatan Pemulihan Wake Forest memaksa sekumpulan arnab untuk berkawan. Tetapi ini bukan kumpulan arnab biasa. Semua lelaki mempunyai zakar yang tumbuh di makmal. Atala telah menetas dan mengembangkan idea ini sejak tahun 1992.
Dari 12 buah zakar yang dibuat makmal, semua membiarkan arnab mengawan. Lapan ekor arnab berjaya ejakulasi dan empat ekor keturunan.
Menjelang tahun 2014, Atala dan pasukannya telah membuat enam buah zakar manusia dengan harapan mendapat persetujuan FDA untuk pemindahan manusia. Para saintis telah menguji dengan teliti organ yang tumbuh di makmal dengan menggunakan mesin yang meregangkan dan memerahnya untuk memastikan mereka dapat menahan tekanan harian.
Sekumpulan saintis juga menala mesin untuk mengepam cecair di sekitar organ dan menyebabkan ereksi. Sehingga 2017, pemindahan organ ini pada manusia belum mendapat persetujuan, tetapi masih belum selesai.
Faraj
Anthony Atala dan pasukannya juga telah mengembangkan vagina manusia di makmal mereka. Organ-organ ini kemudian ditanamkan pada empat remaja di Mexico yang, melalui kelainan yang jarang berlaku, dilahirkan tanpa mereka.
Untuk membuat organ ini, pasukan Atala mengambil sampel kecil kulit setiap gadis. Kemudian mereka membuat hutan yang dapat terurai dan sel-sel yang ditanam ditanam dari sampel tisu ke dalamnya.
Operasi pertama dilakukan pada tahun 2005. Tindak lanjut wanita tersebut tidak menunjukkan komplikasi jangka panjang yang berkaitan dengan operasi tersebut. Keempat-empat wanita melaporkan fungsi seksual yang normal. Walau bagaimanapun, hanya dua wanita yang mempunyai rahim. Tidak jelas apakah dua yang lain dapat membawa anak-anak.
Bola otak
Sergiu Pasca dari Universiti Stanford telah mengembangkan otak mini selama dua tahun. Para saintis menyebutnya sebagai organoid serebrum. Dengan diameter hanya 4 milimeter, gumpalan kecil tisu otak manusia ini tumbuh dari sel induk di makmal. Dengan mengambil hormon yang tepat, para saintis dapat memaksa tisu tumbuh menjadi struktur yang hampir meniru bahagian otak.
Dan anda tahu apa perbezaan terbesar antara sekeping biasa dan versi miniatur?
Otak yang tumbuh di makmal tidak mempunyai saluran darah atau sel darah putih dan tidak mengikuti tahap perkembangan neurologi yang tipikal. Sebaliknya, mereka tidak lagi matang setara dengan trimester pertama perkembangan manusia.
Otak mengandungi sel-sel bukan saraf yang disebut astrosit yang mencapai kematangan penuh di organel makmal. Astrosit adalah sel pembantu yang membuat dan mengurangkan hubungan antara neuron apabila diperlukan. Mereka juga membuat hubungan dengan saluran darah ke dan dari otak dan memainkan peranan penting dalam persepsi trauma.
Ilya Khel
