Samoorganizujúce sa biologické roboty pomáhajú liečiť rany

Výskumníci z Tuftovej univerzity a Technologického inštitútu v New Jersey spolupracovali na vytvorení mikroskopických biologických robotov, ktoré by mohli pomôcť pri liečení tela po úraze. Hoci tzv. antroboty (mravčie roboty) ešte neboli testované na ľuďoch, ukázali sa ako sľubné v modeloch zranení využívajúcich ľudské bunky na Petriho miskách. Každý antrobot pozostáva z niekoľkých pľúcnych buniek vypestovaných z jednotlivých izolovaných buniek počas dvoch týždňov. Tieto bunky tvoria maličké zhluky (na lepšiu predstavu, každý antrobot je menší ako hrot zastrúhanej ceruzky). Pľúcne bunky majú riasinky, drobné vláskovité štruktúry, ktoré niektorým bunkám pomáhajú vytvárať trakciu a pohybovať sa.

Hoci riasinky buniek zvyčajne smerujú do stredu zhluku, nasýtenie zhlukov roztokom s nízkou priľnavosťou umožnilo výskumníkom prinútiť riasinky, aby smerovali von. Tým získal každý antrobot rovnakú pohybovú vlastnosť, akú majú jednotlivé pľúcne bunky, s výhodou navyše, že sa pohybujú ako skupina. V závislosti od svojho tvaru sa antroboty pohybujú jedným z dvoch spôsobov. Tie guľovité, ktoré sa v článku výskumníkov pre Advanced Science nazývajú „roboty typu 1“, sú prekvapivo menej pohyblivé ako elipsovité čiže „roboty typu 2“.

Je to preto, že relatívne rovnomerné rozloženie riasiniek spôsobuje, že sa jednotlivé pohyby riasiniek „vzájomne rušia“. Guľovité antroboty sa síce môžu pohybovať, ale sú menej schopné efektívnej lokomócie ako elipsoidné antroboty, ktoré sa môžu pohybovať po priamkach alebo v tesných kruhoch v závislosti od hustoty riasiniek. Nazývať zhluky buniek „robotmi“ môže byť mätúce. Nielenže antrobotom chýbajú akékoľvek elektrické komponenty, ale zdá sa, že ich pohyby ani nemožno nasmerovať na konkrétnu časť tela. To by mohlo spôsobovať ťažkosti pri dosahovaní dlhodobého cieľa výskumníkov, ktorým je využitie antrobotov na hojenie rán.

V laboratóriu tím simuloval malé zranenie poškriabaním tenkej vrstvy neurónov. Keď na škrabanec umiestnili antroboty, zdalo sa, že v rane vytvorili mostík, ktorý umožnil neurónom „zašiť“ škrabanec v priebehu niekoľkých dní. Nie je jasné, ako alebo prečo antroboty pomohli ranu zahojiť, ale výskumníci prirovnávajú schopnosť zhlukov vytvárať mosty k mravcom, ktoré sa často reťazia, aby uzavreli medzeru, ktorú by iba jeden mravec nedokázal prekonať.

Vedci vo svojom článku položili niekoľko nezodpovedaných otázok vyžadujúcich ďalšiu prácu. Týkajú sa správania bunkových zhlukov, potenciálu na opravu tkaniva a dokonca aj schopnosti učiť sa. Hľadanie odpovedí na tieto otázky umožní výskumníkom vytiahnuť antroboty z ich prostredia v Petriho miske a zistiť, kde môžu poslúžiť regeneratívnej medicíne.

Zdroj: extremetech.com.