Drobní roboti vyrobení z lidských buněk opravují poškozenou tkáň

Vědci vyvinuli malé roboty vyrobené z lidských buněk schopné opravit poškozenou nervovou tkáň¹. „Roboti“ byli vyrobeni pomocí lidských buněk průdušnice a v budoucnu by se mohli používat v personalizované medicíně.

Vývojový biolog Michael Levine z Tufts University v Medfordu ve státě Massachusetts a jeho kolegové již dříve vyvinuli malé roboty, kteří používali shluky embryonálních žabích buněk. Medicínské aplikace těchto xenobotů však byly omezené, protože nepocházeli z lidských buněk a museli být ručně vyřezáváni do požadovaného tvaru. Vědci nyní vyvinuli samoskládající se roboty a studují jejich terapeutický potenciál pomocí lidské tkáně pěstované v laboratoři. Své poznatky zveřejnili v Pokročilá věda.

Levin a jeho tým kultivovali sféroidy lidských tracheálních kožních buněk v gelu po dobu dvou týdnů, poté odstranili shluky a kultivovali je po dobu jednoho týdne v méně viskózním roztoku. To způsobilo, že se drobné chloupky na buňkách zvaných řasinky pohybovaly směrem ven ze sféroidů namísto dovnitř. Tyto řasinky sloužily jako lopatky a výzkumníci zjistili, že výslední roboti – každý obsahující několik stovek buněk – často plavou v jednom z několika vzorů. Někteří plavali v přímých liniích, jiní plavali v kruzích či obloucích a další se pohybovali chaoticky.

Aby otestovali terapeutický potenciál humanoidních robotů, umístili Levin a jeho kolegové několik z nich do malé misky. Tam se roboti spojili a vytvořili „superrobota“, kterého vědci umístili na vrstvu poškrábané nervové tkáně. Během tří dnů se vrstva nervových buněk pod obřím robotem zcela zahojila. To bylo překvapivé, říká spoluautorka studie Gizem Gomosskaya, také vývojová bioložka na Tufts University, protože buňky robota byly schopny provádět tuto opravnou funkci, aniž by potřebovaly jakoukoli genetickou modifikaci. „Není jasné, že dostanete takovou odpověď,“ říká.

Do budoucna se Levin, Gomoskaya a jejich kolegové domnívají, že roboty vyrobené z lidské tkáně by mohly být použity k čištění tepen, rozbíjení hlenu nebo dodávání léků, s genetickým inženýrstvím nebo bez něj. Kombinací několika typů buněk a zkoumáním dalších podnětů může být také možné vyvinout bioboty – roboty vyrobené z biologických materiálů – kteří mohou vykonávat složité funkce, jako je stavba nebo průzkum tkání.

„Jakmile pochopíme, k čemu jsou populace buněk predisponovány a čeho jsou schopny, můžeme to začít zvládat, nejen pro autonomní robotiku, ale také pro regenerativní medicínu,“ včetně opětovného růstu končetin, říká Levin.