VIDEO Roboți vii minusculi realizați din celule umane îi surprind pe oamenii de știință

Oamenii de știință au creat roboți vii minusculi din celule umane care se pot deplasa într-un vas de laborator și care, într-o zi, ar putea ajuta la vindecarea rănilor sau a țesuturilor deteriorate, potrivit unui nou studiu, relatează CNN.

O echipă de la Universitatea Tufts și de la Institutul Wyss al Universității Harvard a numit aceste creații „antroboți”. Cercetarea se bazează pe lucrările anterioare ale unora dintre aceiași oameni de știință, care au realizat primii roboți vii, sau xenoboți, din celule stem obținute din embrioni de broască africană cu gheare (Xenopus laevis).

„Unii oameni au crezut că caracteristicile xenoboților se bazau foarte mult pe faptul că sunt embrionari și amfibieni”, a declarat autorul studiului, Michael Levin, profesor de biologie la Facultatea de Arte și Științe a Tufts.

„Nu cred că acest lucru are legătură cu faptul că este un embrion. Acest lucru nu are nimic de-a face cu faptul că este o broască. Cred că aceasta este o proprietate mult mai generală a ființelor vii”, a spus el.

„Nu ne dăm seama de toate competențele pe care le au propriile noastre celule.”

Deși erau vii, antroboții nu erau organisme cu drepturi depline, deoarece nu aveau un ciclu de viață complet, a spus Levin.

Cercetarea a fost publicată în revista Advanced Science.

Cum au fost făcuți?

Oamenii de știință au folosit celule umane adulte din trahee, de la donatori anonimi de vârste și sexe diferite. Cercetătorii au ales acest tip de celule pentru că sunt relativ ușor de accesat, datorită cercetărilor privind Covid-19 și bolile pulmonare și, mai important, datorită unei caracteristici despre care oamenii de știință au crezut că ar face celulele capabile să se miște, a declarat coautorul studiului, Gizem Gumuskaya, student la doctorat la Tufts.

Celulele traheale sunt acoperite cu elemente asemănătoare firului de păr, numite cili, care se unduiesc înainte și înapoi. De obicei, acestea ajută celulele traheale să împingă particule mici care își găsesc drumul în pasajele de aer din plămâni. Studiile anterioare au arătat, de asemenea, că celulele pot forma organoizi – aglomerări de celule utilizate pe scară largă pentru cercetare.

Cercetătorii au experimentat cu compoziția chimică a condițiilor de creștere a celulelor traheale și a găsit o modalitate de a încuraja cilii să fie orientați spre exterior pe organoizi. Odată ce au găsit matricea potrivită, organoidele au devenit mobile după câteva zile, cilii acționând un pic ca niște vâsle.

„Nu s-a întâmplat nimic în prima, a doua, a patra sau a cincea zi, dar, așa cum se întâmplă de obicei în biologie, în jurul zilei a șaptea, a avut loc o tranziție rapidă”, au spus cercetătorii. „A fost ca o floare care înflorește. În ziua a șaptea, cilii se rotiseră și se aflau în exterior.”

„În metoda noastră, fiecare antropoid crește dintr-o singură celulă.”

Această autoasamblare este cea care îi face unici. Roboții biologici au fost realizați și de alți oameni de știință, dar au fost construiți manual, prin realizarea unei matrițe și prin însămânțarea de celule care să trăiască deasupra ei, a spus Levin.

Forme și dimensiuni diferite

Antroboții creați de echipă nu erau identici.

Unii erau sferici și erau complet acoperiți de cili, în timp ce alții aveau o formă asemănătoare unei mingi de fotbal american și erau acoperiți neregulat de cili. De asemenea, aceștia se mișcau în moduri diferite – unii în linii drepte, alții în cercuri strânse, în timp ce alții stăteau pe loc și se balansau, potrivit unui comunicat de presă privind studiul. Aceștia au supraviețuit până la 60 de zile în condiții de laborator.

Experimentele descrise în acest ultim studiu sunt într-un stadiu incipient, dar scopul este de a afla dacă antroboții ar putea avea aplicații medicale, au declarat autorii. Pentru a vedea dacă astfel de aplicații ar putea fi posibile, cercetătorii au examinat dacă antroboții au fost capabili să se deplaseze peste neuronii umani crescuți într-o farfurie de laborator care au fost „zgâriați” pentru a imita leziunile.

Ei au fost surprinși să vadă că antroboții au încurajat creșterea în regiunea deteriorată a neuronilor, deși cercetătorii nu înțeleg încă mecanismul de vindecare, se arată în studiu.

Falk Tauber, liderul grupului de la Centrul pentru materiale interactive și tehnologii bioinspirate de la Universitatea din Freiburg, Germania, a declarat că studiul a oferit o bază de plecare pentru eforturile viitoare de a utiliza bioboții pentru diferite funcții și de a-i realiza în diferite forme.

Tauber, care nu a fost implicat în cercetare, a declarat că antroboții au prezentat un „comportament surprinzător”, în special atunci când s-au deplasat peste – și în cele din urmă au închis – zgârieturile din neuronii umani.

El a spus că abilitatea de a crea aceste structuri din propriile celule ale unui pacient a sugerat diverse aplicații atât în laborator, cât și, poate, în cele din urmă, în interiorul oamenilor.

Levin a spus că nu crede că antroboții au pus probleme de etică sau de siguranță. Aceștia nu sunt creați din embrioni umani, cercetare care este strict restricționată, și nici nu sunt modificați genetic în vreun fel, a spus el.

„Ei au un mediu foarte circumscris în care trăiesc, așa că nu există posibilitatea ca ei să iasă cumva sau să trăiască în afara laboratorului. Nu pot trăi în afara acelui mediu foarte specific”, a spus el. „Au o durată de viață naturală, așa că, după câteva săptămâni, se biodegradează pur și simplu fără probleme.”