За крайнее десятилетие энтузиазм к разработке биороботов — крохотных машин, сделанных из био тканей, — быстро вырос. И не без оснований: потенциальные способности внедрения в людской практике разнообразны — от производства инсулина до восстановления спинного мозга. Группа американских исследователей объявила о том, что им удалось сделать биороботов из человечьих клеток, которые могут посодействовать в заживлении нервных тканей.
В 2020 году исследователи из Института Тафтса и Института Вермонта сделали первых крохотных био ботов из клеток кожи лягушки. Эти боты, именуемые ксеноботами, могут плавать в воды, толкать нужный груз, работать совместно и даже восстанавливать себя в случае повреждения. В последующем году они представили улучшенную версию собственных ксеноботов: они двигались резвее, но, что наиболее принципиально, могли самовоспроизводиться из отдельных клеток.
Ограничивается ли способность создавать самоходную многоклеточную живую систему со структурой тела и поведением, хорошими от обычного вида, эмбриональными тканями амфибий? Чтоб проверить это, та же команда разработала новейшую форму биоробота, используя эпителиальные клеточки бронхов человека — цель заключается в том, чтоб создать ботов, наиболее совместимых с человечьим телом, для потенциального грядущего мед внедрения.
Биороботы “мосты”, содействующие заживлению ран
Эти крохотные машинки, именуемые антроботами, представляют собой многоклеточных био ботов сфероидной формы и поперечником от 30 до 500 микрометров. Благодаря ресницам, покрывающим их поверхность, они способны передвигаться в аква среде со скоростью от 5 до 50 мкм/с. “Любой антробот вначале представляет собой одну клеточку, полученную из легкого взрослого человека, которая преобразуется в мобильную многоклеточную биологическую машинку опосля культивирования во внеклеточном матриксе в течение 2-ух недель”, — разъясняют исследователи. Опосля формирования антроботы могут выживать в течение четырех-шести недель (в лабораторных критериях) и стопроцентно биоразлагаемы.
Антропоботы могут принимать разные морфологии (исследователи выделили три главных морфотипа), от малеханьких до наиболее больших тел, с наиболее либо наименее поляризованным покрытием ресничек, сферической либо эллипсоидной формы, любой из которых коррелирует с определенным типом движения (радиальное, линейное, криволинейное и эклектическое). Таковым образом, эти боты могут следовать нескольким моделям движения и, как следует, способны передвигаться по жив людской ткани разными методами.
Команда выделила три главных морфотипа: антроботы первого типа – мелкие, правильной формы, плотно и умеренно покрытые ресничками. Боты типов 2 и 3 крупнее, имеют наиболее некорректную форму и наиболее рыхловатый набросок ресниц, при этом боты типа 3 показывают еще наиболее поляризованное покрытие ресниц.
Но это еще не все: антроботы показывают совсем нежданное поведение, беря во внимание их происхождение от статического эпителия трахеи; они могут пересекать раны в нервной ткани человека! Основываясь на этом наблюдении, исследователи захотели проверить, как эти боты ведут себя в присутствии остальных клеток. В лабораторном опыте биолог Майкл Левин и его коллеги в первый раз собрали несколько антроботов в маленьком пространстве, чтоб облегчить их объединение в “суперботов”.
Потом они расположили эти суперботы на несколько участков покоробленной жив ткани, состоящей из клеток нейронов человека, так, чтоб они покрывали всю ширину повреждения. Итог оказался необычным: “В течение 72 часов опосля инокуляции суперботов в разрыв ткани мы следили существенное отрастание родной ткани, что привело к образованию пятна чуток ниже “мостиков суперботов”, соединяющих две стороны рубца”, — обрисовывает команда в собственной препринтной статье.
Необходимо подчеркнуть, что это заживление наблюдалось лишь в местах инокуляции суперботов и ни в которых остальных местах снутри поражения, что дозволяет представить, что сборки антропоботов вызывают действенное заживление жив нервной ткани.
(A) Микрографический эталон мостика над нейрональным рубцом со временем. (B) Наложение мостика супербот и индуцированного пятна в конце наблюдения. (C) Иммуноокрашивание фиксированных нейронов на 3-ий денек опосля введения роботов в систему, показывающее индуцированное восстановление нейронов в месте имплантации.
Это открывает целый ряд биомедицинских применений. Существует огромное количество вероятных применений in vitro и in vivo для таковых {живых} машин, не в последнюю очередь поэтому, что сейчас они могут состоять из собственных клеток пациента. “Антроботы получены из тканей взрослого человека и в дальнейшем могут быть приспособлены для всякого пациента, что дозволит неопасно внедрять этих ботов в человеческий организм in vivo, не вызывая воспаления и не провоцируя иммунный ответ”, — молвят исследователи.
К примеру, эти боты могут быть применены для удаления атеросклеротических бляшек у пациентов с атеросклерозом, для локальной доставки фармацевтических средств либо для исцеления клеточных повреждений, которые могут появиться опосля инфаркта либо паралича. Сейчас команда планирует испытать сделать антропоботов из остальных типов клеток, изучить их поведение в разных средах и, может быть, найти остальные полезные возможности.
Источник
Читайте далее:
