Паралелно со големиот технолошки напредок, и медицината, како посебна дисциплина, оди напред со силни чекори, иако ние како корисници не сме многу свесни за тоа. Имено, додека нашите луѓе се преокупирани со локални банални проблеми и политика, научниците во развиениот свет истражуваат, откриваат и ни даваат нови надежи.
Во скорашен напис во списанието „Адванс сајанс“ (Advanced Science), истражувачите од универзитетот „Тафтс“, заедно со колеги од институтот „Харвард“, објавија дека креирале мали биолошки роботи, кои ги именувале како антроботи. Тие потекнуваат од човечки трахејални клетки што можат да се движат по површина и за кои е потврдено дека го поттикнуваат растот на невроните токму во оние региони на мозокот што биле оштетени.
Овие мултиклеточни роботи, кои имаат дебелина колку човечко влакно, биле така конструирани со можност сами да се склопуваат и покажале дека имаат извонреден исцелувачки ефект врз другите клетки. Откритието е почеток на визијата на истражувачите да ги користат биоботите добиени од пациенти како нови терапевтски алатки за регенерација, лекување и третман на разни болести. Визуализиран, ваквиот антибот има корона од цилии што му обезбедуваат движење.
На оваа приказна ѝ претходеле истражувања од група научници што креирале повеќеклеточни биолошки роботи од клетки на ембрионот од жаба наречени ксеноботи (Xenobots), способни да се движат, да собираат материјал, да снимаат информации, да лекуваат од повреди, па дури и самите да се реплицираат во неколку циклуси. Во тој период научниците сѐ уште не знаеле дека ваквите способности не се зависни исклучиво од амфибиското ембрио и дека можат да се конструираат и од други клетки земени од други видови ткива. Така, во тукушто објавената студија се открива дека овие ботови можат да бидат креирани од хумани клетки без никаква претходна генетска модификација.
Откритието всушност дава одговор на поширокото прашање што го поставила лабораторијата – кои се правилата што управуваат со тоа како клетките се групираат и работат заедно во телото и дали клетките можат да се извадат од нивниот природен контекст, да се рекомбинираат во различни „планови на телото“ и да извршуваат други функции според одреден дизајн. Во конкретниот случај, истражувачите им дадоа шанса на човечките клетки, по децении поминат тивок живот во душникот, да се рестартираат и да најдат начини за создавање нови структури и задачи.
Истражувачите открија дека клетките не само што можат да создадат нови повеќеклеточни облици туку тие можат да се движат на различни начини над површината на човечки неврони израснати во лабораториски услови и да поттикнат нов раст за да ги пополнат празнините предизвикани од оштетување слој на клетките.
За начинот како антроботите го поттикнуваат растот на невроните сè уште не е јасно, но истражувачите потврдија дека невроните навистина пораснале под област покриена со групирани антроботи, кои тие ги нарекоа суперботи.
„Клеточните склопови што ги конструираме во лабораторија можат да имаат способности што ги надминуваат оние што ги имаат во телото“, велат истражувачите. Фасцинантно е и сосема неочекувано што нормалните трахејални клетки на пациентот, без да ја модифицираат нивната ДНК, можат сами да се движат и да го поттикнат растот на невронот во регионот на оштетување. Во следната фаза на истражување научниците ќе се фокусираат на тоа како навистина функционира овој заздравувачки механизам и дали конструкторите можат да направат уште нешто. Предностите на користењето на човечките клетки ја вклучуваат способноста да се конструираат ботови од сопствените клетки на пациентот за да се изврши терапевтска интервенција без ризик да се активира имунолошки одговор или пак да се бараат имуносупресиви. Ботовите траат само неколку недели пред да се распаднат, па така лесно може да се апсорбираат во телото откако ќе се заврши нивната задача. Дополнително, антроботите можат да преживеат единствено во многу специфични лабораториски услови и нема ризик за нивно експонирање или неконтролирано ширење надвор од лабораторија. Исто така, тие не се репродуцираат и немаат генетски можности за дополнување или бришење, така што не постои ризик да се развијат надвор од постојните заштитени услови.
Како се создадени антроботите?
Секој антробот се создава од единствена клетка добиена од адултен донор. Клетката потекнува од површината на трахејата и е покриена со продолжетоци – цилии слични на влакна, кои се брануваат напред-назад, што им помага да ги исфрлат малите делчиња што ќе се најдат на нивниот пат по кој воздухот навлегува во белите дробови. Сите ние сме свесни за оваа функција на цилијарните клетки токму во момент кога кашламе или кога го прочистуваме грлото. Претходните студии покажаа дека кога клетките се одгледуваат во лабораторија, тие спонтано формираат ситни повеќеклеточни сфери наречени органоиди. Истражувачите развиле услови за раст на органоидите што ги стимулирале цилиите да се свртат кон надвор. За неколку дена тие почнале да се движат наоколу, водени од цилиите што дејствуваат како весла. Тие забележале различни форми и типови на движење – важна карактеристика забележана на платформата за биороботика.
Истражувачите нагласуваат дека ако може да им се додадат други карактеристики на антроботите (на пример, придодадени од различни клетки), тие би можеле да бидат дизајнирани да реагираат на нивната околина и да патуваат до некаде и да вршат функции во телото или да помогнат во изградба на ткива во лабораториски услови.
Тимот ги карактеризирал различните типови на произведени антроботи. Тие забележале дека ботовите спаѓаат во неколку дискретни категории на облици и движења, со големина од 30 до 500 микрометри (од дебелина на човечко влакно до точка на наострен молив), пополнувајќи важен сплет помеѓу нанотехнологијата и поголемите инженерски уреди. Некои биле сферични и целосно покриени со цилии, а некои биле неправилни или обликувани како фудбал со фластерско покривање на цилиите, или пак биле покриени со цилии само од едната страна. Тие патувале по прави линии, се движеле во тесни кругови, ги комбинирале тие движења или само мрдале. Оние сферичните целосно покриени со цилии биле склони да бидат вистински мрдачи. Антроботите со нерамномерно распоредени цилии имале тенденција да се движат напред подолго време по прави или криви патеки. Тие обично преживеале околу 45-60 дена во лабораториски услови пред природно да се биоразградат.
Бидејќи истражувачите планираат да направат антроботи со терапевтски апликации, тие направиле лабораториски тест за да видат како ботовите може да ги залечат раните. Моделот вклучувал одгледување дводимензионален слој од човечки неврони и едноставно со гребење еден слој со тенка метална прачка, тие создале отворена „рана“. За да се осигурат дека раната ќе биде изложена на густа концентрација на антроботи, истражувачите создале кластер на суперботови што природно се формира кога антроботите се ограничени на мал простор. Суперботовите биле составени првенствено од кружници и мрдачи, за да не талкаат премногу далеку од отворената рана.
Иако се очекувало дека можеби ќе бидат потребни генетски модификации на клетките на антробот за да им се помогне на ботовите да го поттикнат нервниот раст, изненадувачки немодифицираните антроботи предизвикале значителен повторен раст, создавајќи мост од неврони дебел колку и преостанатите здрави клетки на примерокот.
Многу е значајно што неврони не растеле во рана во која отсуствувале антроботи. Така, во поедноставениот дводимензионален свет на лабораториски садови, склоповите на антроботите поттикнале ефикасно заздравување на живото нервно ткиво.
Според истражувачите, понатамошниот развој на ботови може да доведе до други апликации, вклучувајќи и чистење на наслагите во артериите кај пациенти со атеросклероза, поправка на оштетување на ‘рбетниот мозок или ретинални нерви, препознавање бактерии или канцерогени клетки или доставување лекови до целните ткива. Антроботите теоретски би можеле да помогнат во заздравување на ткивата, а исто така и да претставуваат прорегенеративни лекови.
Истражувачите објаснија дека клетките имаат вродена способност да се самосклопуваат во поголеми структури на одредени фундаментални начини. Така, клетките можат да формираат слоеви, да се превиткуваат, да прават сфери, да се сортираат и да се одвојат според типот, да се спојат или дури и да се движат.
Двете важни разлики од неживите материјали се во тоа што клетките можат да комуницираат едни со други и да ги создаваат тие структури динамично, а секоја клетка е програмирана за многу функции, како движење, лачење молекули, откривање сигнали и многу повеќе. „Ние само откриваме како да ги комбинираме овие елементи за да создадеме нови биолошки планови и функции на телото – различни од оние што се наоѓаат во природата“, велат истражувачите.
Искористувањето на флексибилните правила за клеточно склопување им помага на научниците да ги конструираат ботовите, но исто така може да им помогне да разберат како се реализираат природните планови на телото, како геномот и околината работат заедно за да создадат ткива, органи и екстремитети и како да ги обноват со регенеративни третмани.
Како заклучок на написов следува дека: 1. Антроботите се самосклопувачки биолошки роботи направени од човечки трахејални клетки, способни да се движат и да го поттикнуваат растот на невроните. 2. Тие можат да бидат создадени од возрасни човечки клетки без генетски модификации, што ги прави потенцијална терапевтска алатка специфична за пациентот. 3. Антроботите претставуваат значаен напредок во регенеративната медицина, потенцијално помагајќи во лекувањето различни болести и повреди.
Според тоа, науката оди сѐ понапред откривајќи нови својства на живите организми што личат на вистинска фикција опишана во научнофантастичните романи.
