Οι επιστήμονες έχουν δημιουργήσει 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 στο Πανεπιστήμιο Tufts και το Ινστιτούτο Wyss του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ έχουν ονομάσει αυτές τις δημιουργίες «ανθρωμπότ».
Η έρευνα βασίζεται σε παλαιότερες εργασίες που είχαν κάνει κάποιοι από τους ίδιους επιστήμονες, οι οποίοι δημιούργησαν τα πρώτα ζωντανά ρομπότ, ή ξενομπότ, από βλαστοκύτταρα που προέρχονται από έμβρυα του αφρικανικού βατράχου με νύχια (Xenopus laevis).
«Μερικοί άνθρωποι πίστευαν ότι τα χαρακτηριστικά των ξενομπότ βασίζονταν πολύ στο γεγονός ότι είναι εμβρυϊκά και αμφίβια», δήλωσε ο συγγραφέας της μελέτης Michael Levin, καθηγητής βιολογίας Vannevar Bush στη Σχολή Τεχνών και Επιστημών του Tufts.
«Δεν νομίζω ότι αυτό έχει να κάνει με το να είσαι έμβρυο. Αυτό δεν έχει καμία σχέση με το να είσαι βάτραχος. Νομίζω ότι αυτή είναι μια πολύ πιο γενική ιδιότητα των ζωντανών πραγμάτων», είπε.
«Δεν συνειδητοποιούμε όλες τις ικανότητες που έχουν τα κύτταρα του σώματός μας».
Ενώ ήταν ζωντανά, τα ανθρωμπότ δεν ήταν πλήρεις οργανισμοί επειδή δεν είχαν πλήρη κύκλο ζωής, δήλωσε ο Levin.
«Μας θυμίζει αυτές τις σκληρές δυαδικές κατηγορίες με τις οποίες λειτουργήσαμε: Είναι ρομπότ, είναι ζώο, είναι μηχανή; Αυτού του είδους τα πράγματα δεν μας εξυπηρετούν πολύ καλά. Πρέπει να το ξεπεράσουμε αυτό».
Η έρευνα δημοσιεύθηκε την Πέμπτη (30/11) στο περιοδικό Advanced Science.
Πώς τα δημιούργησαν;
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ενήλικα ανθρώπινα κύτταρα από την τραχεία, από ανώνυμους δότες διαφορετικών ηλικιών και φύλων. Οι ερευνητές εξέτασαν αυτόν τον τύπο κυττάρων επειδή είναι σχετικά εύκολη η πρόσβαση σε αυτά λόγω της δουλειάς που έχει γίνει για την Covid-19 και την πνευμονοπάθεια και, το πιο σημαντικό, λόγω ενός χαρακτηριστικού που οι επιστήμονες πίστευαν ότι θα έκανε τα κύτταρα ικανά να κινούνται, δήλωσε η συν-συγγραφέας της μελέτης Gizem Gumuskaya, διδακτορική φοιτήτρια στο Tufts.
Τα κύτταρα της τραχείας καλύπτονται με τριχοειδείς προεξοχές που ονομάζονται «βλεφαρίδες» και κυματίζουν μπρος-πίσω. Συνήθως βοηθούν τα κύτταρα της τραχείας να ωθήσουν προς τα έξω μικροσκοπικά σωματίδια που βρίσκουν το δρόμο τους στις διόδους αέρα των πνευμόνων. Προηγούμενες μελέτες είχαν δείξει επίσης ότι τα κύτταρα μπορούν να σχηματίσουν οργανοειδή - συστάδες κυττάρων που χρησιμοποιούνται ευρέως για έρευνα.
Η Gumuskaya πειραματίστηκε με τη χημική σύνθεση των συνθηκών ανάπτυξης των τραχειακών κυττάρων και βρήκε έναν τρόπο να ενθαρρύνει τις βλεφαρίδες να κοιτάζουν προς τα έξω στα οργανοειδή. Μόλις βρήκε τη σωστή μήτρα, τα οργανοειδή έγιναν κινητά μετά από μερικές ημέρες, με τις βλεφαρίδες να λειτουργούν λίγο σαν κουπιά.
«Στη μέθοδό μας, κάθε ανθρωπομποτ αναπτύσσεται από ένα μόνο κύτταρο».
Είναι αυτή η αυτοσυναρμολόγηση που τα κάνει μοναδικά. Τα βιολογικά ρομπότ έχουν κατασκευαστεί από άλλους επιστήμονες, αλλά κατασκευάστηκαν με το χέρι κάνοντας ένα καλούπι και σπέρνοντας κύτταρα για να ζήσουν πάνω του, δήλωσε ο Levin.
Διαφορετικά σχήματα και μεγέθη
Τα ανθρωμπότ που δημιούργησε η ομάδα δεν ήταν πανομοιότυπα.
Τα πειράματα που περιγράφονται σε αυτή την τελευταία μελέτη βρίσκονται σε πρώιμο στάδιο, αλλά ο στόχος είναι να διαπιστωθεί εάν τα ανθρωμπότ 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 εάν τα ανθρωμπότ ήταν σε θέση να κινηθούν πάνω από ανθρώπινους νευρώνες που αναπτύχθηκαν σε ένα εργαστηριακό πιάτο.
Εξεπλάγησαν όταν είδαν ότι τα ανθρωμπότ ενθάρρυναν την ανάπτυξη στην κατεστραμμένη περιοχή των νευρώνων, αν και οι ερευνητές δεν κατανοούν ακόμη τον μηχανισμό επούλωσης, σημείωσε η μελέτη.
Ο Falk Tauber, επικεφαλής ομάδας στο Freiburg Center for Interactive Materials and Bioinspired Technologies στο Πανεπιστήμιο του Φράιμπουργκ στη Γερμανία, είπε ότι η μελέτη παρείχε μια βάση για μελλοντικές προσπάθειες χρήσης των bio-bots για διαφορετικές λειτουργίες και για την κατασκευή τους σε διαφορετικές μορφές.
Ο Tauber, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα, είπε ότι τα ανθρωμπότ εμφάνισαν «απροσδόκητη συμπεριφορά», ιδιαίτερα όταν κινήθηκαν σε - και τελικά έκλεισαν - εκδορές στους ανθρώπινους νευρώνες.
Είπε ότι η ικανότητα δημιουργίας αυτών των δομών από τα κύτταρα του ίδιου του ασθενούς υποδηλώνει ποικίλες εφαρμογές τόσο στο εργαστήριο όσο και ίσως τελικά στους ανθρώπους.
Πηγή: CNN