(Результаты: алгоритмы и роботы. «ХиЖ» 2024 №3)
Биологи активно работают над получением биороботов из живых клеток. Ученые лаборатории Майкла Левина (Michael Levin), профессора биологии Гарвардского университета и Университете Тафтса, несколько лет назад создали роботов из клеток эмбриона лягушки. Они умели передвигаться, собирать различные материалы, заживлять собственные повреждения и даже воспроизводить себя в нескольких циклах клеточных делений.
Теперь ученые решили задействовать клетки человека. Так удалось получить биороботов размером от 30 до 500 микрон из клеток трахеи. Биологи вторглись в совершенно неизведанную область, поскольку наука пока не знает механизмов, которые заставляют клетки взаимодействовать в организмах, объединяться в ткани и выполнять новые функции.
Антробот (Anthrobot) начинается с одной клетки взрослого донора, которая потом делится. Затем клетки спонтанно собираются in vitro в многоклеточные сферы, так называемые органоиды. Как известно, трахея человека покрыта цилиями, тончайшими выростами, которые помогают выбрасывать частицы, попадающие в дыхательные пути. Ученые подобрали условия роста, при которых органоиды имели сферические или эллиптические формы, также покрывались цилиями и начинали двигаться.
Биологи смогли получить целый рой биороботов. Типы их движения также были различными. Клетки колебались на месте, перемещались по прямой или двигались по кругу. В лабораторных условиях органоиды существовали 1,5–2 месяца.
Ученые планируют применять их для лечения людей, поэтому провели эксперименты по заживлению ран с их помощью. Сначала экспериментаторы вырастили двумерный слой человеческих нейронов, а затем процарапали его. Поверх царапины они добавили скопление антроботов, которое в основном состояло из двигающихся по кругу и колеблющихся роботов. Они быстро построили мостик из нейронов, чтобы рана закрылась. Без них нейроны в царапине не росли. Почему это происходит, пока не ясно. Сейчас биологи исследуют, как работает этот механизм заживления.
Профессор Левин уверен, что ант-роботы обладают «возможностями, выходящими за рамки их функций в организме». Ученые надеются разработать роботов для других медицинских применений. Например, очистки бляшек в склеротических артериях, восстановления повреждений спинного мозга или нервных пучков, распознавания бактерий и раковых клеток, локальной доставки лекарств в ткани. Биороботы, приготовленные из собственных клеток больного, не вызовут иммунный ответ при лечении, а организм сможет легко их вывести. Исследование опубликовано в журнале Advanced Science.
И. Иванов
Остальные статьи из этой рубрики вы можете найти в подборке «Результаты: алгоритмы и роботы»
Канал автора: Новости медицины
Благодарим за ваши «лайки», комментарии и подписку на наш канал
– Редакция «Химии и жизни»