Уперше в історії медики змогли перетворити людські клітини на крихітних біологічних роботів. Вони мають багато функцій, зокрема, допомагають загоювати рани
Науковці створили крихітних роботів з клітин людини Фото: Gizem Gumuskaya, Tufts University
Дослідники з Університету Тафтса та Інституту Вісса Гарвардського університету створили крихітних біологічних роботів, яких вони назвали антроботами, з клітин людської трахеї. Вони можуть самостійно пересуватися і, як було виявлено, стимулюють ріст нейронів в області пошкодження.
Багатоклітинні роботи, розміром від ширини людської волосини до вістря загостреного олівця, здатні до самозбирання. Вони продемонстрували неабиякий лікувальний ефект на інші клітини. Це відкриття стало відправною точкою в баченні дослідників щодо використання біороботів, створених з клітин пацієнтів, як нових терапевтичних інструментів для регенерації, загоєння та лікування хвороб.
Від ксеноботів до антроботів: стрибок у біоробототехніці
Це досягнення ґрунтується на попередніх дослідженнях у лабораторіях Майкла Левіна, професора біології Ванневара Буша зі Школи мистецтв і наук Університету Тафтса, та Джоша Бонгарда з Університету Вермонта, в яких вони створили багатоклітинних біологічних роботів з клітин жаб’ячого ембріона, названих ксеноботами, здатних пересуватися проходами, збирати матеріал, записувати інформацію, зцілювати себе після травм і навіть самостійно реплікуватися протягом кількох циклів. На той час дослідники не знали, чи залежать ці здібності від того, чи походять вони від ембріона амфібії, чи біоботи можуть бути сконструйовані з клітин інших видів.
У нинішньому дослідженні, опублікованому в журналі Advanced Science, Левін разом з аспіранткою Гізем Гумуською (Gizem Gumuskaya) виявили, що ботів насправді можна створити з клітин дорослої людини без будь-яких генетичних модифікацій, і вони демонструють деякі здібності, що виходять за рамки того, що спостерігалося у ксеноботів. Це відкриття дає відповідь на ширше питання, яке поставила лабораторія: які правила керують тим, як клітини збираються і працюють разом в організмі, і чи можна вирвати клітини з їхнього природного контексту і рекомбінувати в різні «плани тіла» для виконання інших функцій за задумом?
Гізем Гумуська працює в лабораторії над створенням антроботів. Фото: Гізем Гумуська, Університет Тафтса
Цікаве по темі: Розроблено суперконденсатор, що може зберігати рекордну кількість енергії
Вивчення можливостей антропоботів
У цьому випадку дослідники дали людським клітинам, після десятиліть спокійного життя в трахеї, шанс перезавантажитися і знайти способи створення нових структур і завдань.
«Ми хотіли дослідити, на що здатні клітини, окрім створення стандартних функцій в організмі, — каже Гумуська, яка здобула ступінь архітектора до того, як прийшла в біологію. — Перепрограмуючи взаємодію між клітинами, можна створювати нові багатоклітинні структури, аналогічно до того, як камінь і цегла можуть бути організовані в різні структурні елементи, такі як стіни, арки або колони».
Дослідники виявили, що клітини не тільки можуть створювати нові багатоклітинні форми, але й рухатися різними способами по поверхні людських нейронів, вирощених у лабораторному посуді, і стимулювати новий ріст, щоб заповнити прогалини, спричинені подряпинами в шарі клітин.
Як саме антроботи стимулюють ріст нейронів, ще не ясно, але дослідники підтвердили, що нейрони виросли під областю, охопленою групою антроботів, яку вони назвали «суперробот».
«Клітинні збірки, які ми створюємо в лабораторії, можуть мати можливості, які виходять за рамки того, що вони роблять в організмі, — сказав Левін, який також є директором Центру Аллена Діскавері в Тафтсі і доцентом Інституту Уайсса. — Захоплююче і абсолютно несподівано, що звичайні клітини трахеї пацієнта, не змінюючи свою ДНК, можуть самостійно рухатися і стимулювати ріст нейронів в області пошкодження. Зараз ми вивчаємо, як працює механізм зцілення, і запитуємо, що ще можуть робити ці конструкції».
Ознайомтеся з іншими популярними матеріалами:
Вчені створили незвичайного робота для дослідження океану
Вчені знайшли спосіб збільшити термін служби акумуляторів у 10 разів
Створено бездротову зарядку, яку можна імплантувати в тіло
За матеріалами scitechdaily.com.
