Сићушни биороботи можда ће успевати да зацеле повреде кичмене мождине и лече Алцхајмерову болест

Тим научника са Универзитета Тафтс и Института Вис Универзитета Харвард мале биороботе које су назвали антроботи направили су од ћелија душника код човека које садрже сићушне избочине налик длакама – цилије, чија је улога да одбаце честице које могу да оштете плућа када удахнемо.

Научници су открили да када се ове ћелије душника узгајају у лабораторији, оне се природно самосастављају у велике округле структуре – назване суперботови – и користе своје цилије попут весала за кретање.

У великом научном пробоју, тим је открио да ово јединствено кретање супербота стимулише оштећене нервне ћелије и подстиче их да зацеле.

Када су научници направили „рану“ на лабораторијском узорку неурона и послали антроботе кроз оштећење, неурони су поново почели да се повезују, стварајући снажан мост као здраве ћелије. На местима на која нису доспели антроботи неурони нису расли.

Мајкл Левин, професор биологије на Универзитету Тафтс и члан харвардског Института Вис, наводи: „Ћелијски склопови које конструишемо у лабораторији могу имати могућности које превазилазе оно што би ови антроботи могли да ураде у телу.“

„Фасцинантно је и потпуно неочекивано да нормалне трахеалне ћелије пацијента, без модификације своје ДНК, могу да се крећу саме и подстичу раст неурона у области оштећења. Сада гледамо како механизам зарастања функционише и испитујемо шта још ови конструкти могу да ураде”, додаје професор.

Сваки антробот почиње као једна ћелија, изведена од одраслог донора. Раније студије су показале да када се такве ћелије узгајају у лабораторији, оне спонтано формирају мале вишећелијске сфере зване органоиди.

Истраживачи су развили услове раста који су подстакли цилије да буду окренуте ка споља на органоидима. У року од неколико дана они су се сами саставили у вишећелијске суберботе, величине од ширине људске длаке до врха наоштрене оловке, и почели да се крећу около, вођени цилијама које делују као весла или пераја.

Такође је утврђено да њихово кретање стимулише механизме опоравка у нервним ћелијама.

Научници су збуњени како антроботи подстичу ћелије да се поправљају, али верују да би процес могао бити користан у случају зарастања оштећења кичмене мождине или ретиналног нерва, или чак помоћи можданим ћелијама код људи са деменцијом да поново комуницирају.

Они би такође могли да помогну у уништавању рака у цревима, у ослобађању лекова или да помогну у регенерацији делова тела оштећених повредом или болешћу, или би чак могли да се користе за чишћење артерија од атеросклеротских плакова.

„Желели смо да испитамо шта ћелије могу да ураде осим да створе подразумеване карактеристике у организму“, наводи Гизем Гумускаjа, докторанд на Универзитету Тафтс која је креирала ботове.

„Антроботи се сами састављају у лабораторијској посуди, не захтевају пинцете или скалпеле да би им дали облик, а ми можемо да користимо ћелије одраслих – чак и ћелије старијих пацијената – уместо ћелија ембриона.“

„Потпуно је скалабилан – можемо да производимо ројеве ових ботова паралелно, што је добар почетак за развој терапеутског алата“, наглашава Гумускаја.

Прављење ботова од људских ћелија значи да се могу правити од ткива пацијента, што би искључило ризик од покретања имунолошког одговора или обавезе употребе имуносупресива.

Ботови би се такође природно биоразградили у телу и поново апсорбовали. У лабораторији су преживели око 45 до 60 дана. Исто тако, они се не размножавају и немају генетске измене.

Претварање антробота у терапију је још увек далеко, али научници желе да почну да тестирају мале биороботе на лабораторијским моделима и животињама.

Универзитет Тафтс је недавно развио три-де модел ткива људског мозга који би могао да се користи како би се видело да ли ће ботови помоћи у поправљању оштећења неурона код Алцхајмерове или других неуродегенеративне болести.

„Уобичајено, следећи кораци за испитивање могуће примене подразумевају испитивања на животињама, али то значи стварање еквивалената мишева (муробота) за тестирање модела деменције или регенерације кичмене мождине код животиња“, напоменула је Гумускаја.

Истраживање је објављено у часопису Advanced Science.