10 strani esperimenti che purificano gatti e topi insieme

Gatti e topi divergevano circa 95 milioni di anni fa. In natura, un mash-up di gatto-topo non è possibile (tranne quando un gatto si schiaccia un topo con i denti, che è abbastanza comune).

In laboratorio, però, le regole possono essere leggermente piegate. A volte, sfocare il confine tra gatto e topo ha effettivamente un senso dal punto di vista scientifico, sebbene possa essere controverso da un punto di vista etico.

10 embrioni ibridi

Un ibrido gatto-topo potrebbe essere un animale in conflitto. Forse avrebbe attaccato il suo stesso corpo, intento a ucciderlo. Oppure vivi in ​​uno stato di ansia costante, spaventato dal suo stesso odore.

Non lo sappiamo perché gli ibridi di gatto-topo non arrivano a termine. Neanche vicino. Tuttavia, gli scienziati sono stati in grado di iniziare su tali animali in entrambe le direzioni combinando un uovo di gatto con lo sperma di topo e un uovo di topo con lo sperma di gatto. Dopo il concepimento, molti di questi ibridi si dividono in due cellule. Alcuni addirittura arrivano a uno stadio più avanzato chiamato blastocisti.

In natura, gli ibridi non sono in grado di arrivare fino a qui. Il sesso del gatto-topo sarebbe un affare rischioso, se non altro per la differenza di dimensioni. Anche se fossero in grado di fare sesso, l'uovo e lo sperma non sarebbero ancora in grado di fondere. Le uova sono circondate da uno strato protettivo chiamato zona pellucida, che blocca lo sperma di animali non correlati.

In laboratorio, gli scienziati possono bypassare questi problemi e iniettare lo sperma direttamente nell'uovo. Funziona anche se tagliano le code dello sperma e usano solo le teste dello sperma. Usando questo metodo, gli scienziati sono stati in grado di provare altre combinazioni oltre al gatto e al topo. Ad esempio, hanno iniettato lo sperma di criceto nelle uova di gatto. Hanno anche iniettato due spermatozoi nello stesso uovo del topo: uno sperma di gatto più uno spermatozoo di topo.

Queste combinazioni non sono neanche lontane.

9 topi condividono un cancro del gatto

Foto via Wikimedia

In natura, i gatti uccidono i topi usando i loro denti e artigli. Tuttavia, in uno studio del 1985, un gatto ha avuto la possibilità di infliggere danni in un modo molto più strano. Gli scienziati hanno iniziato raccogliendo tumori da 30 gatti, tutte vittime del cancro al seno. Alcuni dei gatti, per i quali la speranza è rimasta, sono stati sottoposti ad un semplice intervento chirurgico. Altri sono stati soppressi tramite eutanasia.

Quindi gli scienziati hanno iniettato uno speciale ceppo di topi con cellule di un tumore. Questi topi mancavano di due tratti importanti. Prima non avevano i capelli, il che gli è valso il nome di "topi nudi". Secondo, nessuno di questi gatti aveva un timo, un organo immunitario nel petto. Senza questo organo, i topi non potevano creare cellule T.

Mancando i linfociti T, i topi nudi non erano in grado di respingere il cancro trapiantato. Le cellule del gatto hanno messo radici e divise ripetutamente per creare nuovi tumori. Dato abbastanza tempo, questi tumori avrebbero probabilmente ucciso i topi. In questo esperimento, però, gli scienziati hanno ucciso i topi stessi.

Quando vengono prelevati dai corpi, le cellule tumorali possono a volte vivere nei laboratori per un lungo periodo di tempo. Questo era certamente vero per il cancro di questo gatto, che apparve in un altro articolo che fu pubblicato 28 anni dopo.

Secondo il documento del 2013, gli scienziati hanno iniettato le cellule del gatto in due nuovi posti. Il primo era rappresentato da topi SCID, un nuovo ceppo a cui mancavano anche i linfociti T. Il secondo era uova di gallina, in particolare sulle membrane al di fuori dell'embrione. In entrambe le specie, le cellule sono cresciute in tumori.

Non è chiaro cosa sia successo al gatto. Probabilmente è morto negli anni '80 a causa del suo cancro. Tuttavia, c'è una possibilità al di fuori che ha recuperato e anche vissuto qualche decennio più lungo. Quando fu pubblicato il documento del 2013, però, il gatto era quasi certamente morto.

Ma questa è la cosa incredibile della cultura cellulare. Molto tempo dopo che i giorni di caccia del gatto erano finiti, una parte dell'animale viveva sopra. Abbastanza spesso, quella parte ha continuato a comportarsi come un gatto scatenando il caos sui topi e sugli uccellini.

8 Aiutare le cellule del mouse Cattura un virus del gatto

L'HIV infetta gli umani. La FIV, un virus correlato, infetta i gatti. In entrambe le specie, le cellule infettate possono fondersi con cellule non infette per creare blob multicellulari chiamati sincizi, anche se questa fusione dipende dalla presenza delle giuste proteine.

Come delineato in un documento del 1998, una proteina importante è CXCR4. Gli scienziati hanno ottenuto cellule di gatto infettate da FIV per formare sincizi con le cellule di un topo, un criceto e un visone. Il trucco era di esprimere prima CXCR4 in loro.

Gli scienziati hanno provato diversi tipi di CXCR4, compresi uno da un umano e uno da un gatto. Sorprendentemente, il CXCR4 umano ha funzionato meglio. Attraverso questi esperimenti, gli scienziati hanno creato diversi mash-up multispecie. In una combinazione, le cellule del topo contenenti un gene umano si attaccavano alle cellule del gatto per formare un grande blob infetto da FIV.

7 Cat DNA illumina un cuore di topo

Credito fotografico: Shaun Daysh tramite YouTube

In un documento del 2002, gli scienziati hanno unito due pezzi di DNA che appartenevano a animali lontanamente imparentati, una lucciola e un gatto. Il DNA della lucciola codificava il gene della luciferasi, che permetteva alla lucciola di lampeggiare di notte. Il DNA del gatto era stato collegato a un gene chiamato NCX1 e conteneva istruzioni per esprimere NCX1 nel cuore.

Per testare questo DNA, gli scienziati l'hanno iniettato nelle uova di un topo da laboratorio. In alcune uova, questo DNA è stato in grado di divincolarsi nel genoma del topo e stabilirsi lì in modo permanente. Cinque di queste uova geneticamente modificate si sono trasformate in topi. Due continuarono ad avere bambini che contenevano anche il DNA del gatto delle lucciole.

Il DNA del gatto ha iniziato a impartire ordini nei cuori di questi topi. Nel suo ambiente nativo, questo DNA avrebbe ordinato alle cellule di produrre NCX1. Dato che quel gene era stato scambiato, il DNA del gatto ordinava invece alle cellule di produrre luciferasi.

Quando le cellule cardiache obbedirono, i cuori di questi topi si riempirono di luciferasi, simili a ciò che accade nelle lucciole.Per far sì che le cellule del cuore si illuminassero, gli scienziati le hanno rimosse dai corpi degli animali, le hanno aperte e hanno aggiunto una speciale molecola chiamata luciferina. Dopo ciò, c'era la luce.

6 A Cat Gene Blocks A Mouse Virus

Proprio come i virus del topo crescono all'interno delle cellule del topo, i virus dei gatti crescono all'interno delle cellule del gatto. In un articolo del 1976, gli scienziati mischiarono insieme una cellula infetta da ciascuno di questi animali. In questa nuova cellula gatto-topo, entrambi i virus erano molto meno attivi. Qualcosa dalla cellula di ciascun animale - probabilmente un gene - sembrava bloccare il virus dell'altro animale.

Tuttavia, entrambi i genomi di gatto e topo sono grandi, il che ha reso difficile individuare il gene o anche restringere il colpevole. Fortunatamente, queste celle di mash erano instabili. Per la maggior parte, si sono aggrappati ai loro cromosomi del topo, il che significa che il gene del topo non può essere mappato. Molti degli ibridi, tuttavia, tendevano a perdere cromosomi di gatto.

Con alcuni trucchi chimici, gli scienziati sono stati in grado di selezionare gli ibridi che avevano perso il cromosoma X del gatto. In questi ibridi, il virus del topo è tornato attivo. A partire da lì, gli scienziati sono stati in grado di dimostrare che il gene del gatto che blocca il virus del topo era da qualche parte sul cromosoma X.

5 cellule leopardo delle nevi convertite in un cancro al topo

In un embrione precoce, le cellule sono "pluripotenti", nel senso che possono svilupparsi in qualsiasi parte del corpo. Man mano che l'embrione invecchia, questa abilità scompare. Le cellule del fegato agiscono solo nel fegato e le cellule del cervello agiscono solo nel cervello.

È difficile tornare indietro nel tempo per restituire la pluripotenza a una cellula adulta, ma la scienza può farlo trasformando la cellula con nuove copie di diversi geni. Dopo questo trasferimento, la cellula viene descritta come una cellula staminale pluripotente indotta (iPSC). Queste celle hanno molte possibili applicazioni. Alcuni sono medici, mentre altri aiutano le specie in via di estinzione.

Con l'eccezione del gatto domestico, molte specie feline stanno lottando. Se potessimo trasformare cellule che sono facili da ottenere, come le cellule della pelle, in iPSC, allora potremmo anche essere in grado di trasformarle in celle difficili da ottenere, come le uova. Con le uova, potremmo creare embrioni che potrebbero essere impiantati in madri surrogate.

Come primo passo, gli scienziati hanno iniziato a lavorare con le cellule dell'orecchio di un leopardo delle nevi. Per convertire queste cellule in iPSC, gli scienziati hanno progettato un virus speciale contenente cinque geni umani che hanno svolto ruoli critici nell'aiutare gli embrioni a comportarsi come embrioni.

Quando il virus ha infettato le cellule di leopardo delle nevi, ha trasferito i geni umani. Per confermare che questo trasferimento aveva funzionato, gli scienziati hanno iniettato le cellule di leopardo delle nevi in ​​un topo vivo, in cui le iPSC dei leopardi delle nevi hanno formato un particolare tumore chiamato teratoma. In questo tumore, c'erano tre categorie di tessuto come quelle trovate nei primi embrioni: ectoderma, mesoderma e endoderma.

Questo era il classico comportamento iPSC e confermava che il trasferimento degli scienziati aveva funzionato. Gli scienziati hanno mantenuto questo mash-top di gatto-topo per 10 settimane. Poi hanno ucciso il topo e rimosso il tumore del leopardo delle nevi.

4 cellule di gatto fuse con un cancro al topo

Per combattere l'infezione, molti animali producono varie forme di proteine ​​specializzate chiamate anticorpi, che si legano all'invasore e lo contrassegnano per la distruzione. Ogni forma è prodotta da un diverso tipo di cella B e si lega all'invasore in un modo leggermente diverso. Questa condizione è chiamata policlonale.

In laboratorio, tuttavia, gli scienziati preferiscono spesso lavorare con anticorpi monoclonali, che si presentano in una sola forma. Per creare questi anticorpi monoclonali, gli scienziati fondono le cellule B in cellule di un tumore del sangue chiamato mieloma. Queste fusioni producono nuove cellule chiamate ibridomi.

Ogni ibridoma produce un solo anticorpo (come il suo genitore di cellule B) e produce molte copie di se stesso (come il genitore del mieloma). Il risultato è una fonte infinita di anticorpi monoclonali collocati in un piatto di laboratorio.

Quando gli scienziati non hanno una linea di mieloma per una particolare specie, prendono in prestito un mieloma da una seconda specie come il topo di laboratorio. Le fusioni di topo di mucca, visone e topo di capra sono state utilizzate con successo per produrre anticorpi.

Usando questo approccio, gli autori di un articolo del 1993 hanno cercato di creare anticorpi per gatto estraendo cellule dalle milze di sette gatti e fondendole in due diversi mielomi di topo. Queste fusioni hanno prodotto molte cellule ibride di gatto-topo. Ciascuno conteneva una miscela di cromosomi e molti erano più grandi delle loro cellule genitrici. Alla fine, però, nessuna delle cellule produsse alcun anticorpo.

Per dare una svolta positiva a questo fallimento, gli scienziati hanno suggerito che potrebbe essere possibile fondere questi ibridi con un'altra cellula del gatto e creare una cellula di topo-gatto-gatto. Forse, queste cellule produrrebbero anticorpi perché lo stesso era già stato fatto nel topo e nelle cellule umane per creare ibridi mouse-umani-umani.

3 testicoli Lynx trasferiti ai topi

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Se vuoi eseguire un trapianto di testicoli tra le specie, il mouse diventa un destinatario popolare. Pezzi di testicoli di pecore, cani e bufali, per citarne alcuni, sono stati tutti trapiantati in topi sotto la pelle sulla schiena. In alcuni casi, lo sperma funzionale può essere raccolto da questi trapianti e usato per fare animali da compagnia.

Secondo un documento del 2004, gli scienziati hanno rimosso i testicoli dai giovani cuccioli domestici, li hanno tagliati a pezzetti e li hanno trapiantati sotto la pelle dei topi. Alcuni di questi innesti sopravvivevano per più di un anno e alcuni producevano sperma maturo.

In un documento del 2014, gli scienziati hanno spiegato come hanno esteso questa tecnica alla lince iberica, una specie di gatto in via di estinzione. Hanno raccolto testicoli da sei giovani animali di età compresa tra un feto di sei settimane e un subadulto di due anni.

I pezzi di testicoli di un cucciolo di lince di sei mesi hanno funzionato meglio.Dopo che questi pezzi sono stati trapiantati in topi, alcuni di loro hanno iniziato il processo di creazione dello sperma ma non sono riusciti a completarlo entro il periodo di tempo dell'esperimento. Hanno fatto solo alcune primitive cellule germinali maschili chiamate spermatogoni, ma non lo sperma di lince maturo.

2 ovaie di leone trasferite a un mouse

Le ovaie possono anche essere trapiantate in topi da laboratorio. Molte diverse specie - tra cui mucche, elefanti e wallaby - hanno servito come donatori di ovari. Quindi avere gatti domestici.

In questi trasferimenti di ovaia da gatto a topo sono stati usati diversi tipi di topi, inclusi topi femmina le cui ovaie sono state rimosse e topi maschi che sono stati castrati. La capsula renale, appena sotto il rene del topo, funge da sito di trapianto popolare.

Secondo un documento del 2014, gli scienziati raccoglievano le ovaie dai leoni dello zoo, le tagliavano a pezzi usando un dispositivo di perforazione e trapiantavano diversi pezzi sotto la pelle posteriore di un topo da laboratorio. I pezzi di ovaio dei leoni sono stati mantenuti all'interno del mouse per quattro settimane. Durante quel periodo, alcune parti dell'ovaio continuarono a svilupparsi ma non abbastanza da produrre uova di leone mature.

1 Un mouse con il sistema immunitario di un gatto

Il sistema immunitario consiste di varie cellule e organi sparsi in tutto il corpo, il che rende il trapianto un processo complesso con molti passaggi.

Secondo un documento del 1994, gli scienziati hanno trapiantato il sistema immunitario di un gatto in topi. Iniziarono con la dissezione di gattini di un giorno da una madre libera da infezione. Da ciascun gattino, hanno rimosso una varietà di parti del corpo, ognuna nota per svolgere un ruolo importante nel sistema immunitario.

Quindi gli scienziati hanno eseguito diversi interventi chirurgici di trapianto che hanno utilizzato un ceppo speciale di topi come riceventi. Il sistema immunitario di questi topi era già stato disabilitato.

Nella metà destra di ciascun topo, gli scienziati hanno trapiantato sezioni dai timpani dei gattini. Nella metà sinistra, hanno trapiantato sezioni dai linfonodi dei gattini. Quindi hanno iniettato i topi con cellule di milza e midollo osseo dai gattini.

Una volta che gli interventi chirurgici e le iniezioni erano finiti, questi topi erano simili a gatti con diverse misure. Il loro sangue conteneva DNA di gatto. Hanno iniziato a produrre una proteina immunitaria per gatti chiamata IgG. E infine, come dettagliato in un articolo del 1995, gli scienziati sono stati in grado di infettare questi topi felini con FIV, il virus del gatto.