Ученые создают биологических роботов из человеческих клеток

Исследователи создали крошечных роботов из человеческих клеток, которые потенциально могут быть использованы для заживления ран, регенерации тканей и даже лечения болезней.

Как сообщается в новом исследовании, опубликованном в журнале Advanced Science, эти многоклеточные "роботы-муравьи" уже продемонстрировали, что могут самостоятельно передвигаться и помогать восстанавливать и отращивать поврежденные участки нейронов.

Пока что биороботы способны совершать эти подвиги только в лабораторных условиях - фактически, в чашке Петри (petri bowl), - но их потенциал, несомненно, поразителен.

Эта работа является продолжением предыдущих исследований, проведенных теми же учеными, которые создали первых биологических роботов, названных "ксеноботами" (xenobots), из стволовых клеток лягушки.

Теперь они превзошли самих себя, доказав, что могут сделать то же самое, если не лучше, с обычными человеческими клетками. Потенциально это может позволить врачам использовать собственные клетки пациента для создания ботов, снижая вероятность осложнений, таких как отторжение организмом чужеродной ткани.

"Некоторые люди считали, что особенности ксеноботов во многом зависят от того, что они эмбриональные и земноводные", - сказал CNN соавтор исследования Майкл Левин (Michael Levin), профессор биологии в Университете Тафтса. "Я думаю, что это гораздо более общее свойство живых существ".

"Мы не осознаем всех способностей, которыми обладают клетки нашего собственного тела", - добавил он.

Исследователи создали роботов-муравьев, используя клетки взрослого человека из трахеи, или дыхательного горла. Эти клетки покрыты волосяными нитями, называемыми ресничками, которые извиваются и отталкивают инородный материал. Что не менее важно, они также могут собираться вместе, образуя многоклеточные образования, называемые органоидами.

Воспользуйтесь этими свойствами, и Вы получите ключевые ингредиенты для биологического робота. В лаборатории исследователи побудили клетки сформировать органоиды так, чтобы их реснички были направлены наружу. Уже через день эти волосатые комочки начали передвигаться с помощью своих ресничек, двигаясь по прямым линиям и кругам, а иногда просто сидя на месте.

Хотя их подвижность варьируется, тот факт, что клетки могут сцепляться в такую формацию, означает, что эти биороботы могут практически создавать сами себя.

"Энтороботы самостоятельно собираются в лабораторной посуде", - объясняет соавтор работы Гизем Гумуская (Gizem Gumuskaya), биолог-синтетик из Тафтса, в своем заявлении о работе. "В отличие от ксеноботов, они не требуют пинцета или скальпеля для придания им формы, и мы можем использовать взрослые клетки - даже клетки пожилых пациентов - вместо эмбриональных", - добавила она.

Чтобы продемонстрировать их терапевтический потенциал, исследователи вырастили 2D-слои человеческих нейронов, сделали в них маленькие надрезы, чтобы сформировать раны, и поместили рядом кластеры "суперботов" - муравьев. Удивительно, но без какой-либо дополнительной генной инженерии или программирования суперботы сами помогали нейронам отрастать.

Как они вызвали это исцеление, пока не совсем понятно. Но Гумусская уверена, что их потенциал огромен. В отличие от неодушевленных роботов, "клетки могут общаться друг с другом и создавать эти структуры динамически", и они уже запрограммированы на выполнение биологических функций. Кроме того, они безопасно разлагаются в течение 60 дней.

Будьте уверены, эти биороботы не размножаются и не могут выжить за пределами лаборатории, поэтому ученые говорят, что у них нет шансов на бесконтрольное распространение - хотя надеемся, что однажды они окажутся достаточно прочными, чтобы выжить в наших телах.