Регенеративната медицина може би току-що добави нов инструмент към своя арсенал: учените създадоха биологични роботи от живи човешки клетки. Въпреки че са миниатюрни, самосглобяващите се роботи са мощни, като проучване демонстрира потенциала им за лечение и профилактика на заболявания.

През 2020 г. екипът вече доказа своите умения в областта на биологичната роботика, като създаде ксеноботи, направени от ембрионални клетки на жаби. Те дори успяват да ги проектират така, че да могат да се възпроизвеждат по начин, по който не го прави нито едно животно или растение - нещо, което не е виждано досега.

Изследователите не са били сигурни дали невероятните способности на ксеноботите се дължат по някакъв начин на земноводния им произход. Ето защо те решават проверят дали биоботите могат да бъдат създадени и от клетки на други организми. И защо да не започнат с хората?

Отправната точка за най-новите роботи, наречени антроботи, е една-единствена клетка на възрастен човек, взета от трахеята (дихателната тръба). Този тип клетки са покрити с малки власинки, наречени реснички, които помагат за задържането на малки частици в белите дробове. Чрез манипулиране на условията на растеж в лабораторията екипът успява да стимулира клетките да се размножават в многоклетъчни органоиди с реснички, насочени навън.

Сега, с покритие от подобни 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 различни варианта на антроботите с леко различаващи се форми и размери между 30 и 500 микрометра. В зависимост от разположението на ресничките си те се движели по различен начин - 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 естествен път.

Тази способност за спонтанно формиране на собствената им форма е едно от няколкото предимства на антроботите.

"За разлика от ксеноботите, те не се нуждаят от пинсети или скалпели, за да им придадем форма, и можем да използваме възрастни клетки - дори такива от възрастни пациенти - вместо ембрионални ", обяснява в изявление създателят им, докторантът Гизем Гюмуская. "Това е напълно мащабируемо - можем да произвеждаме паралелно рояци от тези ботове, което е добро начало за разработването на терапевтичен инструмент."

Едно от тези потенциални терапевтични приложения е в областта на лечението. Екипът наблюдава, че когато клъстер от антроботи (наречен "супербот") е добавен към неврони, отгледани в лаборатория, които са били повредени (чрез надраскване на слоя от клетки), миниатюрните чудеса насърчават растежа на нови клетки, за да запълнят празнината.

И не забравяйте, че антроботите са изградени от трахеални клетки, а не от неврони. Учените са изненадани от техните възможности, които отварят цял набор от потенциални приложения при неврологични заболявания, увреждане на тъкани, и доставка на лекарства. Фактът, че клетките естествено израстват в такъв набор от структури и че теоретично бихте могли да съберете собствените клетки на пациента за процеса, като по този начин ограничите вероятността от нежелани имунни реакции, означава, че вероятно само надраскваме повърхността на възможностите.

"Две важни разлики между неодушевените тухли и клетките са, че последните могат да комуникират помежду си и да създават тези структури динамично, и всяка клетка е програмирана с много функции, като движение, секреция на молекули, откриване на сигнали и други", казва Гумуская. "Ние просто се опитваме да разберем как да комбинираме тези елементи, за да създадем нови биологични планове на тялото и функции - различни от тези, които се срещат в природата."

"Клетъчните сглобки, които конструираме в лабораторията, могат да имат възможности, които надхвърлят това, което правят в тялото", добави старшият автор Майкъл Левин, директор на Центъра за открития "Алън" в университета "Тъфтс".

"Завладяващо и напълно неочаквано е, че нормалните пациентски трахеални клетки, без да променят своята ДНК, могат да се движат сами и да насърчават растежа на неврони в областта на увреждане. Сега проучваме как работи лечебният механизъм и се питаме какво още могат да правят тези конструкции."

Изследването е публикувано в списание Advanced Science.

Източник: IFLScience