Roboty z... ludzkich komórek. Będą nas leczyć

Nano urządzenia mogą poruszać się i leczyć neurony, choć póki co, są do tego zdolne jedynie w warunkach laboratoryjnych.

Roboty te - określane jako „Anthrobots” - są wykonane z ludzkich komórek pobranych z tchawicy. Posiadają zdolność do samodzielnego składania się w rozmaite struktury o wielu rozmiarach. Jeśli nadzieje naukowców się spełnią bio roboty staną się niezwykle użytecznym narzędziem do leczenia i regeneracji ludzkiego organizmu.

Zanim naukowcom z USA udało się skonstruować działające roboty z ludzkich komórek osiągnięto podobny rezultat w próbach z komórkami pochodzącymi z zarodków żab. „Xenoboty” - bo tak je nazwano - były zdolne do wykonywania zadań tj: nawigacja, leczenie czy replikacja. Badacze nie wiedzieli jednak, czy zdolności te są specyficzne jedynie dla komórek żaby, czy też można je zaobserwować u innych typów komórek.

Aby się o tym przekonać,wykorzystali dorosłe ludzkie komórki pochodzące z tchawicy. Tworzą one wyściółkę naszych dróg oddechowych. Ich cechą szczególną są włoskowate wypustki zwane rzęskami. Kiedy komórki takie są hodowane w laboratorium same z siebie tworzą wielokomórkowe skupiska zwane organoidami.

Naukowcy starali się wpłynąć na te komórki zachęcając je do skierowania swoich rzęsek na zewnątrz organoidów. W ciągu kilku dni ich skupiska zaczęły się poruszać napędzane przez rzęski, które działały jak wiosła. Zaczęły także tworzyć coraz bardziej zróżnicowane struktury zdolne do przemieszczania się w różny sposób.

Naukowcy zapragnęli rozszerzyć zdolności organicznych robotów o inne funkcje. Wywnioskowali, że dodając do nich inne komórki można je zaprojektować tak, aby reagowały na otoczenie, sprawnie się przemieszczały lub były użyteczne w budowaniu specjalnie zaprojektowanych tkanek w laboratorium.

Z pomocą Simona Garniera z Instytutu Technologicznego w New Jersey w USA udało się stworzyć nowe „anthroboty”. Zaobserwowano, że powstałe w laboratorium struktury można podzielić na kilka kategorii pod względem ich kształtu lub ruchu.

„Anthroboty” mogły osiągać wielkość od 30 do 500 mikrometrów (czyli mniej więcej od grubości ludzkiego włosa do czubka naostrzonego ołówka). To bardzo użyteczne, bowiem takie rozmiary pozwalają na wypełnienie luki, jaka istnieje pomiędzy możliwościami nanotechnologii w tworzeniu maszyn a wielkością większych urządzeń inżynieryjnych.

Ponieważ naukowcy ostatecznie planują stworzyć „anthroboty” o zastosowaniach medycznych, opracowali specjalny test, by przekonać się, czy nadają się one do leczenia ran. Badacze zamierzali wyhodować płaską warstwę ludzkich neuronów oraz stworzyć w niej otwartą ranę pozbawioną komórek, poprzez zadrapanie warstwy cienkim metalowym prętem.

Więcej na temat najnowszych osiągnięć medycyny przeczytasz na Spider's Web:

Niezmodyfikowane „anthroboty” były w stanie naprawić uszkodzoną powierzchnię tworząc warstwę naprawczą z neuronów tak grubą i wytrzymałą jak te składające się ze zdrowych komórek. To przerosło oczekiwania naukowców. Spodziewali się, że potrzebne będą pewne modyfikacje genetyczne komórek, by były one użyteczne do stymulacji wzrostu neuronów.

Okazało się jednak, że normalne i niezmodyfikowane w żaden sposób komórki były wystarczające do pełnego procesu gojenia. Naukowcy zauważyli również, że neurony nie rosły w ranie, w której nie było „anthrobotów”, co wskazuje na to, że ich obecność miała specyficzny i skuteczny wpływ na żywą tkankę nerwową.

Naukowcy są podekscytowani potencjałem „anthrobotów”. Postrzegają je nie tylko jako użyteczne narzędzia w leczeniu, ale także znakomity materiał, dzięki któremu będą mogli poznać lepiej sposób, w jaki komórki współpracują i komunikują się ze sobą w organizmie.

Mają też nadzieję na to, że czasem możliwe okaże się odpowiednie przeprogramowanie ich tak, by można było z nich tworzyć rozbudowane struktury o nowych funkcjach. Nadzieje dotyczą także stworzenia nowych środków terapeutycznych. Mogłyby pochodzić z komórek pacjenta i być wykorzystywane do leczenia rozmaitych chorób wewnątrz organizmu.

Jeśli zamierzenia naukowców się spełnią potencjalne zastosowania „anthrobotów” mogą być naprawdę szerokie. Naukowcy wspominają o usuwaniu osadów gromadzących się w tętnicach pacjentów z miażdżycą, naprawianiu uszkodzeń rdzenia kręgowego lub nerwów siatkówki, rozpoznawaniu bakterii lub komórek nowotworowych, lub dostarczaniu leków do wybranych tkanek. Miejmy nadzieję, że przynajmniej część z tych planów dojdzie do skutku.

Skorzystamy na tym wszyscy my - pacjenci.