Тези миниатюрни роботи, лекуващи рани, започват живота си като 1 човешка клетка
Регенеративната медицина може би преди малко добави нов инструмент към своя боеприпас: учените сътвориха биологични роботи от живи човешки кафези. Въпреки че са дребни, самосглобяващите се роботи са мощни, като изследване показва капацитета им за лекуване и профилактика на болести.
През 2020 година екипът към този момент потвърди своите умения в региона на биологичната роботика, като сътвори ксеноботи, направени от ембрионални кафези на жаби. Те даже съумяват да ги проектират по този начин, че да могат да се възпроизвеждат по метод, по който не го прави нито едно животно или растение - нещо, което не е виждано до момента.
Изследователите не са били сигурни дали невероятните качества на ксеноботите се дължат по някакъв метод на земноводния им генезис. Ето за какво те вземат решение ревизират дали биоботите могат да бъдат основани и от кафези на други организми. И за какво да не стартират с хората?
Отправната точка за най-новите роботи, наречени антроботи, е една-единствена клетка на възрастен човек, взета от трахеята (дихателната тръба). Този вид кафези са покрити с дребни власинки, наречени реснички, които оказват помощ за задържането на дребни частици в белите дробове. Чрез манипулиране на изискванията на напредък в лабораторията екипът съумява да подтиква клетките да се развъждат в многоклетъчни органоиди с реснички, ориентирани на открито.
Сега, с покритие от сходни на весла реснички, клетките ще могат да се движат.
На това оцветено изображение се вижда мъхестото покритие от реснички по повърхността на антбота. Източник: Gizem Gumuskaya, Tufts University
Появяват се няколко разнообразни разновидността на антроботите с леко различаващи се форми и размери сред 30 и 500 микрометра. В взаимозависимост от разположението на ресничките си те се движели по друг метод - клатушкали се, движели се по права линия или в кръг. Освен това могат да оцелеят в лабораторията до 60 дни, преди да се разградят по натурален път.
Тази дарба за непринудено образуване на личната им форма е едно от няколкото преимущества на антроботите.
" За разлика от ксеноботите, те не се нуждаят от пинсети или скалпели, с цел да им придадем форма, и можем да използваме възрастни кафези - даже такива от възрастни пациенти - вместо ембрионални ", изяснява в изказване основателят им, докторантът Гизем Гюмуская. " Това е изцяло мащабируемо - можем да произвеждаме редом рояци от тези ботове, което е положително начало за създаването на лечебен инструмент. "
Едно от тези евентуални лечебни приложения е в региона на лекуването. Екипът следи, че когато клъстер от антроботи (наречен " супербот " ) е прибавен към неврони, отгледани в лаборатория, които са били развалени (чрез надраскване на пласта от клетки), дребните чудеса предизвикват растежа на нови кафези, с цел да запълнят празнината.
И не забравяйте, че антроботите са построени от трахеални кафези, а не от неврони. Учените са сюрпризирани от техните благоприятни условия, които отварят цялостен набор от евентуални приложения при неврологични болести, увреждане на тъкани, и доставка на медикаменти. Фактът, че клетките естествено израстват в подобен набор от структури и че теоретично бихте могли да съберете личните кафези на пациента за процеса, като по този метод ограничите вероятността от нежелани имунни реакции, значи, че евентуално единствено надраскваме повърхността на опциите.
" Две значими разлики сред неодушевените тухли и клетките са, че последните могат да споделят между тях и да основават тези структури динамично, и всяка клетка е програмирана с доста функционалности, като придвижване, секреция на молекули, разкриване на сигнали и други ", споделя Гумуская. " Ние просто се опитваме да разберем по какъв начин да комбинираме тези детайли, с цел да създадем нови биологични проекти на тялото и функционалности - разнообразни от тези, които се срещат в природата. "
" Клетъчните сглобки, които конструираме в лабораторията, могат да имат благоприятни условия, които надвишават това, което вършат в тялото ", добави старшият създател Майкъл Левин, шеф на Центъра за открития " Алън " в университета " Тъфтс ".
" Завладяващо и изцяло ненадейно е, че естествените пациентски трахеални кафези, без да трансформират своята ДНК, могат да се движат сами и да предизвикват растежа на неврони в региона на увреждане. Сега изследваме по какъв начин работи лечебният механизъм и се питаме какво още могат да вършат тези структури. "
Изследването е оповестено в списание Advanced Science.
Източник: IFLScience
