A „robot” szó képeit idézi emberi-szerű ember alkotta fémgép (humanoid), amelyet úgy terveztek és programoztak, hogy bizonyos feladatokat automatikusan elvégezzen helyettünk. A robotok (vagy botok) azonban bármilyen alakúak vagy méretűek lehetnek, és bármilyen anyagból (beleértve a biológiai anyagokat, például az élő sejteket is) készülhetnek a tervezéstől és a funkcionális követelményektől függően. Lehetséges, hogy nincs semmilyen fizikai formája, mint az esetében Siri or Alexa. A robotok racionálisan megtervezett műtermékek vagy gépek, amelyek önállóságot mutatnak és meghatározott feladatokat hajtanak végre.
A biológiai robotok (vagy biobotok) élnek sejtek vagy szöveteket gyártási anyagként. Mint minden robot, a biobotok is programozható gépek, autonómiát mutatnak és meghatározott feladatokat hajtanak végre. Ezek az aktív élő és mozgékony szintetikus struktúrák egy speciális osztálya.
Az élő szövetek önmagában, nem robotok. Ezek az állatok részei. Az élő sejtek akkor válnak robotokká, ha felszabadulnak a normál kényszerek alól, és a kívánt formára és funkcióra programozzák a sejteket úgy, hogy mesterségesen kombinálják és formálják, hogy sajátos viselkedést mutassanak.
Xenobotok voltak az első teljesen biológiai biobotok, amelyeket 2020-ban a laboratóriumban hoztak létre egy békafaj embrióiból származó petesejtekből. Xenopus laevis (innen a Xenobotok elnevezés). Ez volt az első élő, önjavító, önszaporodó mesterséges organizmus. Az élő sejteket építőelemként használták, amelyek felszabadultak az embrió többi részének normál kényszerei alól, hogy a mesterséges élet új formáját hozzák létre, amelynek morfológiáját és jellemzőit mesterségesen „tervezték meg”. A Xenobot tehát élő szintetikus szervezet volt. A Xenobotok fejlesztése kimutatta, hogy a kétéltű embrióból származó sejtek a természetes korlátok feloldásával a kívánt formára és működésre programozhatók. Azt azonban nem lehetett tudni, hogy biobotokat lehet-e létrehozni nem kétéltű vagy felnőtt sejtekből.
A tudósok most arról számoltak be, hogy sikeres biobotokat építettek fel nem embrionális felnőtt sejtek felhasználásával emberi Xenobotokon túlmutató képességekkel rendelkező szövet. Ennek a biobotnak a neveAntrobotok' miatta emberi eredet.
Mivel a xenobotokat kétéltű embrionális sejtekből származtatták a sejtek egyenkénti formázásával, a kutatócsoport azzal kezdte, hogy megvizsgálja, hogy a biobotok létrehozásának képessége ezekre a kétéltű sejtekre korlátozódik-e, vagy más nem kétéltű, nem embrionális felnőtt sejtek is képesek biobotokat generálni? Továbbá, ha a magsejteket szükségszerűen egyenként kell faragni a biobotok létrehozásához, vagy ha a kezdeti magsejtek koaxálása is biobotok önkonstruálásához vezethet? Ehhez a kutatók embrionális szövetek helyett felnőtt, szomatikus sejteket használtak, amelyekből származnak emberi tüdőhámot, és képesek voltak új, többsejtű, önkonstruáló, mozgékony élő struktúrákat létrehozni kézi formázás vagy bármilyen külső formaadó gép használata nélkül. Az alkalmazott módszer skálázható. Párhuzamosan biobotrajok keletkeztek, amelyek csillók által hajtott propulzióval mozogtak és 45-60 napig éltek. Érdekes módon azt is megfigyelték, hogy az anthrobotok áthaladtak a neuronális egyrétegű töréseken, és in vitro hatékonyan gyógyultak a hibákból.
Az Anthrobotok szintézise azért jelentős, mert azt bizonyítja, hogy a sejtek plaszticitása a biobotok létrehozására nem korlátozódik az embrionális vagy kétéltű sejtekre. Kimutatta, hogy a felnőtt szomatikus emberi vad sejtek minden genetikai módosítás nélkül új biobotokat hozhatnak létre külső formaadó gépezet nélkül.
Az Anthrobots előrelépés a Xenobotokhoz képest, és előrelépés a releváns technológia terén, amely jelentős hatással van a klinikai felhasználásra szánt komplex szövetek előállítására. regeneráló gyógyászat. A jövőben lehetségessé válhat, hogy minden egyes páciensre személyre szabott Anthrobotokat állítsanak elő, és immunválasz kiváltása nélkül helyezzék el őket a szervezetben.
***
Referenciák:
- Blackiston D. et al 2023. Biológiai robotok: Perspektívák egy kialakulóban lévő interdiszciplináris területen. Soft Robotics. 2023. augusztus 674-686. DOI: https://doi.org/10.1089/soro.2022.0142
- Gumuskaya, G. és mtsai. 2023. Motile Living Biobots Self-Construct from Adult Emberi Szomatikus progenitor magsejtek. Advanced Science 2303575. Megjelent: 30. november 2023. DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202303575
- Tufts University 2023. Hírek – A tudósok apró biológiai robotokat építenek Emberi Sejtek. https://now.tufts.edu/2023/11/30/scientists-build-tiny-biological-robots-human-cells
- Ebrahimkhani Mo.R. és Levin M., 2021. Szintetikus élőgépek: Új ablak az életre. iScience Perspective. 24. kötet, 5. szám, 102505, 21. május 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102505
***
