Антроботы — это крошечные роботы, сделанные из клеток трахеи человека. Они могут перемещаться и организовываться в более крупные структуры. Более того, они могут лечить поврежденные ткани. Дальнейшее развитие этих биологических роботов может добавить больше функций, которые позволят их использовать, например, для удаления отложений из артерий пациентов с атеросклерозом, восстановления повреждений спинного мозга или обнаружения раковых клеток.
Биологические роботы из человеческих клеток могут лечить поврежденные ткани
Антроботы были разработаны при активном участии Майкла Левина из Университета Тафтса и Джоша Бонгарда из Университета Вермонта. В 2020 году ученые разработали ксеноботов — крошечных роботов, сделанных из клеток лягушки. Они умели передвигаться и даже переносить небольшие грузы (подробнее об этом в тексте: Первые роботы из живых клеток). По мере развития исследований ксеноботы приобретали новые функции. Второе поколение двигалось быстрее, могло выполнять задачи в группах и было оснащено чем-то вроде памяти (подробнее по этой теме: Новое поколение ксеноботов — живых роботов, созданных из клеток кожи лягушки). Недавние улучшения добавили возможность репликации (подробнее: Ксеноботы — первые биологические роботы, способные к самовоспроизведению).
Однако медицинское применение ксеноботов было ограничено, прежде всего потому, что они не были получены из клеток человека. Поэтому ученые использовали клетки трахеи человека. Из них они создали крошечных роботов, которых назвали антропоботами. Эти биоботы могут двигаться и, как было обнаружено, способны восстанавливать поврежденные нейроны.
Читайте также: Ученые создали самовосстанавливающиеся «живые» микророботы
Результаты и описание исследований на антропоботах опубликованы в журнале «Advanced Science» (DOI: 10.1002/advs.202303575).
Новые терапевтические инструменты
Многоклеточные роботы, состоящие из клеток трахеи, имеют размер человеческого волоса. Они созданы для самоорганизации. Более того, исследования показали, что они оказывают замечательное целебное воздействие на другие клетки. Это открытие является отправной точкой для видения исследователей использования биоботов, созданных из клеток пациентов, в качестве новых терапевтических инструментов для регенерации и лечения различных заболеваний.
В исследованиях ксеноботов ученые толком не знали, зависят ли их возможности от того факта, что они произошли от эмбриона амфибии, или можно ли сконструировать подобных биоботов из клеток любого вида. В новой работе Левин и Гиз Гумуская из Университета Тафтса доказали, что биоботов можно успешно создавать из клеток взрослого человека без каких-либо генетических модификаций. Более того, они демонстрируют некоторые возможности, превосходящие те, которые наблюдались у ксеноботов.
Исследователи также хотели ответить на несколько вопросов исследования. Это включает в себя: Каковы принципы, управляющие взаимодействием и совместной работой клеток в организме? Или их можно вырвать из естественного контекста и объединить в другие структуры для выполнения разных функций?
«Мы хотели посмотреть, на что способны клетки, помимо создания стандартных функций в организме», — сказала Гумуская, получившая степень в области архитектуры, прежде чем заняться биологией. - Перепрограммируя взаимодействия между клетками, можно создавать новые многоклеточные структуры, аналогично тому, как камень и кирпич можно компоновать в различные структурные элементы, такие как стены, арки или колонны, - добавила она.
