Istraživači već godinama razvijaju različite nanorobote kojima bi glavni cilj bio ući u ljudsko tijelo i popraviti ono što nije dobro na najmanje invazivan način. Iako takvi nanoroboti još uvijek nisu u medicinskoj upotrebi, nagovještavaju kako bismo se mogli liječiti u budućnosti.
No, znanstvenici sa Sveučilišta Tufts, otišli su korak dalje. Stvorili su sićušne biološke robote - "antrobote" i to od ljudskih trahealnih stanica. Antroboti se mogu kretati po površini, a posebna im je sposobnost da potiču rast neurona u oštećenom području.
Kako su pojasnili u objavi za medije i studiji objavljenoj u časopisu Advanced Science, ovi višestanični roboti veličine ljudske vlasi, osmišljeni su kako bi se sami sastavljali, a pokazali su i da imaju izvanredno ljekovit učinak na druge stanice u tijelu.
Profesor Michel Levin i dr. sc. Gizem Gumuskaya, otkrili su da se botovi mogu stvarati iz odraslih ljudskih stanica, bez ikakvih genetskih modifikacija.
Željeli smo ispitati što stanice mogu učiniti osim stvaranja zadanih značajki u tijelu, rekla je Gumuskaya, koja je diplomirala arhitekturu prije nego što je počela studirati biologiju. Reprogramiranjem interakcija između stanica mogu se stvoriti nove višestanične strukture, analogno načinu na koji se kamen i cigla mogu rasporediti u različite strukturne elemente poput zidova, lukova ili stupova.
Istraživači su otkrili da ne samo da stanice mogu stvarati nove višestanične oblike, već se mogu kretati na različite načine preko površine ljudskih neurona uzgojenih u laboratorijskoj posudi i potaknuti novi rast da popuni praznine uzrokovane grebanjem sloja neuronskih stanica.
Još uvijek nije jasno kako točno antroboti potiču rast neurona, ali istraživači su potvrdili da su neuroni rasli ispod područja koje je prekrivao skup antrobota koje su nazvali "superbot".
Stanični sklopovi koje konstruiramo u laboratoriju mogu imati sposobnosti koje nadilaze ono što rade u tijelu, rekao je Levin, koji također radi kao direktor Centra Allen Discovery u Tuftsu i pridruženi je član Instituta Wyss na Sveučilištu Harvard . Fascinantno je i potpuno neočekivano da se normalne stanice dušnika pacijenta, bez modificiranja svoje DNK, mogu same kretati i poticati rast neurona u području oštećenja, rekao je Levin. Sada gledamo kako funkcionira mehanizam iscjeljivanja i pitamo se što još ti konstrukti mogu učiniti.
Kako dodaje, glavna je prednost korištenja vlastitih stanica pacijenta, za stvaranje takvih antrobota, što nema rizika od pokretanja imunološkog odgovora tijela. Osim toga, za razliku od umjetno stvorenih nanobota, ovi antroboti traju tek nekoliko tjedana, nakon čega se razgrađuju i apsorbiraju u tijelu.
Izvan tijela mogu preživjeti samo u vrlo specifičnim laboratorijskim uvjetima, što smanjuje rizik od nenamjernog širenja i eventualnog evoluiranja.
Kako antroboti nastaju?
Levin je pojasnio kako svaki antrobot započinje kao jedna stanica dobivena od donora (pacijenta). Stanica se uzima s površine dušnika i prekrivena je dlakastim izbočinama koje se nazivaju cilije.
Potom se stanica stavlja u laboratorijske uvjete u kojima se potiče njen rast i potiče se cilije da budu okrenute prema van. Nakon nekoliko dana stanice, koje su sad u fazi antrobota, počinju se kretati po posudi, a cilije im služe kao vesla. Levin kaže da kada bi se antrobotima mogle dodati druge značajke - na primjer, mogli bi biti dizajnirani da reagiraju na svoju okolinu, putuju i obavljaju funkcije u tijelu ili pomažu u izgradnji konstruiranih tkiva u laboratoriju.
Ovisno o različitim načinima na koje su proizvedeni, Levinov tim, kategorizirao ih je u nekoliko kategorija. Neki su bili sferični i potpuno prekriveni trepetljikama, neki su bili nepravilni ili u obliku nogometne lopte s nerazdijeljenim trepetljikama, a neki su bili prekriveni resicama samo s jedne strane. Putovali su u ravnim linijama, kretali se u uskim krugovima, kombinirali te pokrete ili su samo sjedili i meškoljili se. Oni sferični, potpuno prekriveni cilijama, obično su bili migolji. Antroboti s neravnomjerno raspoređenim cilijama težili su kretanju naprijed na dulje dionice ravnim ili zakrivljenim stazama. Obično su preživjeli oko 45-60 dana u laboratorijskim uvjetima prije nego što su se prirodno razgradili.
Iako bi ovi antroboti mogli pomoći u liječenju u budućnosti, njihova je primjena u medicini zapravo još veoma daleko. Levin i Gumuskaya planiraju nastaviti istraživanje kako bi otkrili mehanizam pomoću kojeg antroboti obnavljaju neurone, ali i kako bi otkrili što još antroboti mogu napraviti.
Izvor: Sveučilište Tufts
