Дослідники з Університету Тафта та Технологічного інституту Нью-Джерсі співпрацюють для створення мікроскопічних біологічних роботів, які можуть допомогти зцілити організм після травми. Хоча так звані антропоробот ще не тестувалися на людях, вони показали себе багатообіцяюче на моделях травм у чашках Петрі, в яких використовуються людські клітини.
Кожен антропоробот складається з декількох клітин легенів людини. Ці клітини вирощуються окремо в особливому середовищі і потім самозбираються в грудочки. Клітини легенів мають вії, які здатні на хаотичні рухи для виконання низки біологічних функцій. Вченим довелося винайти таке середовище, щоб війки росли зовні клітин по всій їхній поверхні. Коли клітини збиралися в багатоклітинну структуру, війки повністю їх покривали. Така клітина могла пересуватися в будь-якому напрямку.
Вчені виділили два типи клітин: одні були радше сферичної форми, а інші у вигляді еліпса. З’ясувалося, що сферичні згустки переважно тупцювали на місці. Рухи війок на кулястій поверхні компенсували один одного. Еліпсоподібні тіла виявилися здатними до переміщення. Траєкторія руху залежала від густоти війок у тій чи іншій ділянці згустку, але переважно це був рух по колу.
Залежно від своєї форми, антропороботи рухаються одним із двох способів. Сферичні антропороботи, названі в статті дослідників для Advanced Science “ботами 1-го типу”, напрочуд менш рухливі, ніж еліпсоїдні, або “боти 2-го типу”. Це пов’язано з тим, що відносно рівномірний розподіл війок призводить до того, що кожен рух війок “компенсує” один одного. Хоча сферичні антропороботи все ще можуть рухатися, вони менш здатні до ефективного пересування, ніж еліпсоїдні, які можуть рухатися по прямих лініях або вузьких колах, залежно від щільності війок.
Називати скупчення клітин “роботами”, можливо, було б занадто щедро, як зазначають деякі вчені, що не беруть участі в проєкті. Мало того, що у антропороботів відсутні електричні компоненти – що не заважало дослідникам використовувати цей термін раніше – так ще й їхні рухи, схоже, не можуть бути спрямовані на певну частину тіла. Це може стати проблемою для довгострокової місії дослідників – використання антропороботів для загоєння ран.
У лабораторії команда змоделювала невелику рану, подряпавши тонкий шар нейронів. Коли вони помістили на подряпину антропороботів, вони ніби створили місток у рані, що дозволило нейронам “зашити” подряпину протягом декількох днів. Незрозуміло, як і чому вони допомогли загоїти рану, але дослідники порівнюють здатність грудок утворювати мости з мурахами, які часто з’єднуються разом, щоб закрити щілину, яку одна мураха не може перетнути.
Це лише верхівка айсберга антропороботів. У своїй статті дослідники ставлять багато “питань без відповідей для подальшої роботи”, які стосуються поведінки клітинних скупчень, потенціалу відновлення тканин і навіть здатності до навчання. Пошук відповідей на ці питання дозволить дослідникам вивести антропороботи з їхнього ізольованого середовища і побачити, де вони можуть служити регенеративній медицині.
Читайте також: