Попередні дослідження використовували клітини ембріонів жаби для створення біороботів (ксеноботів), однак учені з Університету Тафтса та Інституту Вісса в Гарварді пішли далі й спробували згенерувати біоробота з клітин трахеї людини.
Виявилось, що й такі біороботи можуть рухатися самостійно та стимулювати загоєння пошкоджених нейронів без генетичних модифікацій та з розширеними можливостями.
«Ми хотіли дослідити, що можуть робити клітини, окрім стандартних функцій в організмі», — сказала Гізем Гумуская, провідний автор дослідження. «Шляхом перепрограмування взаємодії між клітинами можна створити нові багатоклітинні структури, аналогічно тому, як камінь і цегла можуть бути організовані в стіни».
Дослідники взяли клітини трахеї людини й розробили новий протокол, який використовував здатність бронхіальних епітеліальних клітин-попередників утворювати багатоклітинні сфероїди з війками — мікроскопічними структурами, схожими на волоски, які вібрують, щоб рухатися. Процес модифікували й отримали структури вже ззовні, а не всередині.
За кілька днів нові клітини, які дослідники назвали «антроботами» почали рухатись за допомогою війок. Коли вони виросли від 30 до 500 мікронів — деякі мали сферичну форму і були повністю вкриті війками, тоді як інші мали неправильну форму із частковим покриттям. Розподіл війок визначав те, як біороботи рухались — прямим або звивистим шляхом.
У лабораторних умовах антроботи зазвичай жили від 45 до 60 днів, перші ніж природним чином біодеградували.
«На відміну від ксеноботів, антроботам не потрібні пінцети чи скальпелі для надання форми, вони «самозбираються». І ми можемо використовувати дорослі клітини — навіть клітини літніх пацієнтів — замість ембріональних клітин».
Далі дослідники виростили 2D-шар людських нейронів у лабораторному посуді та трохи подряпали клітини, щоб створити «рану», позбавлену клітин. Вони помістили в тарілку рій антроботів і спостерігали, як вони рухаються по поверхні нейронів. Боти стимулювали ріст, заповнюючи прогалину, спричинену раною, і створили міст із нейронів такої ж товщини, як здорові клітини. У рані, де були відсутні антроботи, нейрони не росли.
Перевагою використання людських клітин є можливість створювати ботів із власних клітин пацієнта для виконання терапевтичної роботи без запуску імунної відповіді чи потреби в лікуванні імунодепресантами.
У майбутньому біороботи зможуть чистити артерії від бляшок, відновлювати пошкодження спинного мозку або нервів сітківки, розпізнавати бактерії або ракові клітини, чи доставляти ліки до цільових тканин. Теоретично антроботи можуть допомогти загоїти тканини, доставляючи прорегенеративні препарати.
Дослідження було опубліковано в журналі Advanced Science.
Джерело: New Atlas