Οι επιστήμονες δημιούργησαν μικροσκοπικά ζωντανά ρομπότ από ανθρώπινα κύτταρα που μπορούν να κινούνται σε ένα εργαστηριακό πιάτο και ίσως μια μέρα να είναι σε θέση να βοηθήσουν στην επούλωση πληγών ή κατεστραμμένων ιστών, σύμφωνα με μια νέα μελέτη.
Μια ομάδα του Πανεπιστημίου Tufts και του Ινστιτούτου Wyss του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ ονόμασαν αυτές τις δημιουργίες ανθρωπορομπότ. Η έρευνα βασίζεται σε προηγούμενες εργασίες ορισμένων από τους ίδιους επιστήμονες, οι οποίοι κατασκεύασαν τα πρώτα ζωντανά ρομπότ ή xenobots, από βλαστικά κύτταρα που προήλθαν από έμβρυα του αφρικανικού νυχοβάτραχου (Xenopus laevis).
Η έρευνα δημοσιεύθηκε την Πέμπτη στο περιοδικό Advanced Science.
Πώς τα έφτιαξαν;
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ενήλικα ανθρώπινα κύτταρα από την τραχεία, ή τραχεία της αναπνευστικής οδού, από ανώνυμους δότες διαφορετικών ηλικιών και φύλων. Οι ερευνητές εστίασαν σε αυτόν τον τύπο κυττάρων επειδή είναι σχετικά εύκολα προσβάσιμα λόγω των εργασιών για το Covid-19 και τις πνευμονικές παθήσεις και, το σημαντικότερο, λόγω ενός χαρακτηριστικού που οι επιστήμονες πίστευαν ότι θα έκανε τα κύτταρα ικανά για κίνηση, δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης Gizem Gumuskaya, διδακτορικός φοιτητής στο Tufts.
Τα κύτταρα της τραχείας καλύπτονται από τριχοειδείς προεξοχές που ονομάζονται βλεφαρίδες και κυματίζουν μπρος-πίσω. Συνήθως βοηθούν τα κύτταρα της τραχείας να σπρώχνουν μικροσκοπικά σωματίδια που βρίσκουν το δρόμο τους στις αεροδιαβάσεις των πνευμόνων. Προηγούμενες μελέτες είχαν επίσης δείξει ότι τα κύτταρα μπορούν να σχηματίσουν οργανοειδή - συστάδες κυττάρων που χρησιμοποιούνται ευρέως για την έρευνα.
Η Gumuskaya πειραματίστηκε με τη χημική σύνθεση των συνθηκών ανάπτυξης των τραχειακών κυττάρων και βρήκε έναν τρόπο να ενθαρρύνει τις βλεφαρίδες να στραφούν προς τα έξω στα οργανοειδή. Μόλις βρήκε τη σωστή μήτρα, τα οργανοειδή έγιναν κινητά μετά από λίγες ημέρες, με τις βλεφαρίδες να δρουν λίγο σαν κουπιά.
Διαφορετικά σχήματα και μεγέθη
Τα ανθρωπορομπότ που δημιούργησε η ομάδα δεν ήταν πανομοιότυπα.
Ορισμένα ήταν σφαιρικά και πλήρως καλυμμένα με βλεφαρίδες, ενώ άλλα είχαν σχήμα περισσότερο σαν ποδοσφαιρική μπάλα και ήταν ακανόνιστα καλυμμένα με βλεφαρίδες. Κινούνταν επίσης με διαφορετικούς τρόπους - κάποια σε ευθείες γραμμές, κάποια σε στενούς κύκλους, ενώ άλλα κάθονταν και κουνιόντουσαν, σύμφωνα με δελτίο τύπου για τη μελέτη. Επιβίωσαν έως και 60 ημέρες σε εργαστηριακές συνθήκες.
Τα πειράματα που περιγράφονται σε αυτή την τελευταία μελέτη βρίσκονται σε πρώιμο στάδιο, αλλά ο στόχος είναι να διαπιστωθεί αν τα ανθρωπορομπότ θα μπορούσαν να έχουν ιατρικές εφαρμογές, δήλωσαν οι Levin και Gumuskaya. Για να δουν αν τέτοιες εφαρμογές θα μπορούσαν να είναι δυνατές, οι ερευνητές εξέτασαν αν τα ανθρωπορομπότ ήταν σε θέση να κινηθούν πάνω σε ανθρώπινους νευρώνες που αναπτύχθηκαν σε ένα εργαστηριακό πιάτο το οποίο είχε "γρατζουνιστεί" για να μιμηθεί τη βλάβη.
Με έκπληξη είδαν ότι τα ανθρωπορομπότ ενθάρρυναν την ανάπτυξη στην κατεστραμμένη περιοχή των νευρώνων, αν και οι ερευνητές δεν κατανοούν ακόμη τον μηχανισμό επούλωσης, σημειώνεται στη μελέτη.
Ο Falk Tauber, επικεφαλής της ομάδας στο Κέντρο Διαδραστικών Υλικών και Βιοεμπνευσμένων Τεχνολογιών του Πανεπιστημίου του Φράιμπουργκ στη Γερμανία, δήλωσε ότι η μελέτη παρέχει μια βάση για μελλοντικές προσπάθειες να χρησιμοποιηθούν τα βιο-ρομπότ για διαφορετικές λειτουργίες και να κατασκευαστούν σε διαφορετικές μορφές.
