Впервые в истории медики смогли превратить человеческие клетки в крошечных биологических роботов. Они имеют много функций, в частности, помогают заживлять раны
Ученые создали крошечных роботов из клеток человека Фото: Gizem Gumuskaya, Tufts University
Исследователи из Университета Тафтса и Института Висса Гарвардского университета создали крошечных биологических роботов, которых они назвали антроботами, из клеток человеческой трахеи. Они могут самостоятельно передвигаться и, как было обнаружено, стимулируют рост нейронов в области повреждения.
Многоклеточные роботы, размером от ширины человеческого волоса до острия заостренного карандаша, способны к самосборке. Они продемонстрировали незаурядный лечебный эффект на другие клетки. Это открытие стало отправной точкой в видении исследователей по использованию биороботов, созданных из клеток пациентов, как новых терапевтических инструментов для регенерации, заживления и лечения болезней.
От ксеноботов к антроботам: скачок в биоробототехнике
Это достижение основывается на предыдущих исследованиях в лабораториях Майкла Левина, профессора биологии Ванневара Буша из Школы искусств и наук Университета Тафтса, и Джоша Бонгарда из Университета Вермонта, в которых они создали многоклеточных биологических роботов из клеток лягушачьего эмбриона, названных ксеноботами, способных передвигаться по проходам, собирать материал, записывать информацию, исцелять себя после травм и даже самостоятельно реплицироваться в течение нескольких циклов. В то время исследователи не знали, зависят ли эти способности от того, происходят ли они от эмбриона амфибии или биоботы могут быть сконструированы из клеток других видов.
В нынешнем исследовании, опубликованном в журнале Advanced Science, Левин вместе с аспиранткой Гизем Гумуской (Gizem Gumuskaya) обнаружили, что ботов на самом деле можно создать из клеток взрослого человека без каких-либо генетических модификаций, и они демонстрируют некоторые способности, выходящие за рамки того, что наблюдалось у ксеноботов. Это открытие дает ответ на более широкий вопрос, который задала лаборатория: какие правила управляют тем, как клетки собираются и работают вместе в организме, и можно ли вырвать клетки из их естественного контекста и рекомбинировать в различные «планы тела» для выполнения других функций по замыслу?
Гизем Гумуска работает в лаборатории над созданием антроботов. Фото: Гизем Гумуска, Университет Тафтса
Интересное по теме: Разработан суперконденсатор, который может хранить рекордное количество энергии
Изучение возможностей антропоботов
В этом случае исследователи дали человеческим клеткам, после десятилетий спокойной жизни в трахее, шанс перезагрузиться и найти способы создания новых структур и задач.
«Мы хотели исследовать, на что способны клетки, помимо создания стандартных функций в организме, — говорит Гумуска, которая получила степень архитектора до того, как пришла в биологию. — Перепрограммируя взаимодействие между клетками, можно создавать новые многоклеточные структуры, аналогично тому, как камень и кирпич могут быть организованы в различные структурные элементы, такие как стены, арки или колонны».
Исследователи обнаружили, что клетки не только могут создавать новые многоклеточные формы, но и двигаться различными способами по поверхности человеческих нейронов, выращенных в лабораторном сосуде, и стимулировать новый рост, чтобы заполнить пробелы, вызванные царапинами в слое клеток.
Как именно антроботы стимулируют рост нейронов, еще не ясно, но исследователи подтвердили, что нейроны выросли под областью, охваченной группой антроботов, которую они назвали «суперробот».
«Клеточные сборки, которые мы создаем в лаборатории, могут иметь возможности, которые выходят за рамки того, что они делают в организме, — сказал Левин, который также является директором Центра Аллена Дискавери в Тафтсе и доцентом Института Уайсса. — Захватывающе и совершенно неожиданно, что обычные клетки трахеи пациента, не изменяя свою ДНК, могут самостоятельно двигаться и стимулировать рост нейронов в области повреждения. Сейчас мы изучаем, как работает механизм исцеления, и спрашиваем, что еще могут делать эти конструкции».
Ознакомьтесь с другими популярными материалами:
Ученые создали необычного робота для исследования океана
Ученые нашли способ увеличить срок службы аккумуляторов в 10 раз
Создана беспроводная зарядка, которую можно имплантировать в тело
По материалам scitechdaily.com.
