Phoebe Newman Zapisz się na biuletyn naukowy CNN dotyczący teorii cudów. Eksploruj wszechświat dzięki wiadomościom o fascynujących odkryciach, postępach naukowych i nie tylko.
CNN
—
Naukowcy stworzyli małe, żywe roboty z ludzkich komórek, które potrafią się poruszać Z nowego badania wynika, że pewnego dnia umieszczony w naczyniu laboratoryjnym może pomóc w leczeniu ran lub uszkodzonych tkanek.
Zespół z Tufts University i Wyss Institute na Uniwersytecie Harvarda nazwał te stworzenia „robotami”. Badania opierają się na wcześniejszych pracach tych samych naukowców, którzy to zrobili Pierwsze żyjące robotylub ksenoboty, są wykonane z komórek macierzystych pochodzących z zarodków afrykańskiej żaby szponiastej (Xenopus laevis).
„Niektórzy uważali, że cechy ksenobotów zależą w dużej mierze od tego, że są embrionalne i ziemnowodne” – powiedział autor badania Michael Levin, profesor biologii na Uniwersytecie Vannevar Bush w Tufts College of Arts and Sciences.
„Nie sądzę, żeby to miało coś wspólnego z byciem płodem. To nie ma nic wspólnego z byciem żabą. Myślę, że jest to bardziej ogólna właściwość żywych istot. „
„Nie zdajemy sobie sprawy ze wszystkich kompetencji, jakie posiadają komórki organizmu.”
Za życia roboty nie były kompletnymi organizmami, ponieważ nie miały kompletnych istot koło życia, – powiedział Levin.
„Przypomina nam to o surowych kategoriach binarnych, z którymi mieliśmy do czynienia: czy to robot, czy to zwierzę, czy to maszyna? Tego typu rzeczy nie służą nam dobrze. Musimy to ominąć.”
Wyniki badania opublikowano w czwartek w Zaawansowany dziennik naukowy.
Gizem Gumuskaya z Uniwersytetu Tufts
Gizem Gumoskaya jest doktorantem na Uniwersytecie Tufts, który pomógł stworzyć roboty.
Naukowcy wykorzystali dorosłe komórki ludzkie z tchawicy, czyli tchawicy, od anonimowych dawców w różnym wieku i różnej płci. Gizem, współautor badania, powiedział, że badacze skupili się na tego typu komórkach, ponieważ dostęp do nich jest stosunkowo łatwy ze względu na prace nad koronawirusem i chorobami płuc, a co ważniejsze, ze względu na cechę, która według naukowców zapewnia komórkom ruchliwość. Gumoskaya, doktorantka na Uniwersytecie Tufts.
Komórki tchawicy pokryte są włoskowatymi wypustkami zwanymi rzęskami, które falują tam i z powrotem. Zwykle pomagają komórkom oskrzeli wypychać małe cząsteczki, które przedostają się do dróg oddechowych w płucach. Poprzednie badania wykazały również, że komórki mogą tworzyć organoidy, czyli zlepki komórek powszechnie stosowane w badaniach.
Gomoskaya eksperymentowała ze składem chemicznym i warunkami wzrostu komórek tchawicy i znalazła sposób na zachęcenie rzęsek do wskazywania na zewnątrz organoidów. Po znalezieniu właściwej matrycy organelle po kilku dniach stały się ruchliwe, a rzęski zachowywały się trochę jak łopatki.
„Nic się nie wydarzyło pierwszego, drugiego dnia, czwartego lub piątego dnia, ale jak to zwykle bywa w biologii, około siódmego dnia nastąpił szybki zwrot” – powiedziała. „To było jak kwitnący kwiat. Siódmego dnia rzęski odwróciły się i znalazły się na zewnątrz.
„W naszej metodzie każdy robot wyrasta z pojedynczej komórki”.
To właśnie ten samodzielny montaż czyni go wyjątkowym. Roboty biologiczne zostały zbudowane przez innych naukowców, ale zostały wykonane ręcznie, tworząc pleśń i komórki nasienne, na których miały żyć, powiedział Levine.
Gizem Gumuskaya z Uniwersytetu Tufts
Każdy robot wyrasta z pojedynczej komórki.
Różne kształty i rozmiary
Roboty stworzone przez zespół nie były identyczne.
Niektóre były kuliste i całkowicie pokryte rzęskami, inne miały kształt piłki nożnej i były nieregularnie pokryte rzęskami. Jak wynika z komunikatu prasowego na temat badania, poruszali się także na różne sposoby – niektórzy po liniach prostych, inni po ciasnych kręgach, a jeszcze inni siedzieli i kołysali. W warunkach laboratoryjnych przetrwały do 60 dni.
Levine i Gomoskaya twierdzą, że eksperymenty opisane w najnowszym badaniu są wciąż na wczesnym etapie, ale ich celem jest sprawdzenie, czy roboty mogą mieć zastosowania medyczne. Aby sprawdzić, czy takie zastosowania są możliwe, naukowcy sprawdzili, czy roboty są w stanie poruszać się po ludzkich neuronach hodowanych w naczyniu laboratoryjnym, które zostało „porysowane” w celu imitowania uszkodzeń.
Byli zaskoczeni, widząc, że roboty stymulują wzrost uszkodzonych obszarów neuronów, chociaż badacze nie rozumieją jeszcze, dlaczego tak się dzieje. Badanie wskazało mechanizm gojenia.
Falk Tauber, lider grupy w Centrum Materiałów Interaktywnych i Biotechnologii we Fryburgu na Uniwersytecie we Freiburgu w Niemczech, powiedział, że badanie dostarczyło podstaw do przyszłych wysiłków w zakresie wykorzystania biorobotów do różnych zadań i nadania im różnych kształtów.
Gizem Gumuskaya z Uniwersytetu Tufts
Robot, na zielono, rośnie poprzez drapanie tkanki nerwowej, na czerwono.
Tauber, który nie był zaangażowany w badania, powiedział, że roboty wykazywały „zaskakujące zachowanie”, zwłaszcza gdy przechodziły przez zadrapania w ludzkich neuronach i ostatecznie je wyłączały.
Możliwość tworzenia tych struktur z własnych komórek pacjenta sugeruje różnorodne zastosowania zarówno w laboratorium, jak i być może ostatecznie u ludzi, powiedział.
Levin powiedział, że nie wierzy, że roboty stwarzają jakiekolwiek problemy etyczne lub związane z bezpieczeństwem. Powiedział, że nie są one wykonane z ludzkich embrionów, nie podlegają ścisłym ograniczeniom badawczym ani nie są w żaden sposób modyfikowane genetycznie.
„Mają bardzo ograniczone środowisko, w którym żyją, więc nie ma możliwości, że w jakiś sposób uciekną lub przetrwają poza laboratorium. Nie mogą żyć poza tym bardzo specyficznym środowiskiem” – powiedział. „Mają normalną długość życia, więc po kilku tygodniach ulegają płynnej biodegradacji.”
