Слово «робот» викликає уявлення про людиноподібну металеву машину (гуманоїда), створену та запрограмовану для автоматичного виконання певних завдань. Однак роботи (або боти) можуть бути будь-якої форми та розміру, а також можуть бути виготовлені з будь-якого матеріалу (включаючи біологічні матеріали, такі як живі клітини) залежно від конструкції та функціональних вимог. Вони можуть не мати жодної фізичної форми, як у випадку з Siri чи Alexa . Роботи — це раціонально спроектовані артефакти або машини, які демонструють автономність та виконують певні завдання.
Біологічні роботи (або біоботи) використовують живі клітини або тканини як матеріал для виготовлення. Як і всі роботи, біоботи також є програмованими машинами, демонструють автономність та виконують певні завдання. Це особливий клас активних живих та рухомих синтетичних структур.
Живі тканини самі по собі не є роботами. Вони є частинами тварин. Живі клітини стають роботами, коли їх звільняють від звичайних обмежень і програмують у бажану форму та функцію шляхом штучного поєднання та формування клітин для демонстрації певної поведінки.
Ксеноботи були першими повністю біологічними біоботами, створеними в лабораторії у 2020 році з використанням яйцеклітин ембріонів виду жаби під назвою Xenopus laevis (звідси й назва Ксеноботи). Це був перший живий, самовідновлювальний, самовідтворюваний штучний організм. Живі клітини використовувалися як будівельні блоки, які були звільнені від звичайних обмежень решти ембріона, щоб дати початок новій формі штучного життя, морфологія та особливості якої були штучно «спроектовані». Таким чином, ксенобот був живим синтетичним організмом. Розробка ксеноботів продемонструвала, що клітини, отримані з ембріона амфібії, можна запрограмувати на бажану форму та функції, знявши природні обмеження. Однак, не було відомо, чи можна створити біоботів з клітин, які не є амфібіями, чи дорослими.
Вчені повідомили про успішне створення біоботів з використанням дорослих клітин з неембріональної людської тканини, можливості яких перевершують можливості ксеноботів. Цей біобот отримав назву « Антроботи » через його людське походження.
Оскільки ксеноботи були отримані з ембріональних клітин амфібій шляхом індивідуального формування клітин, дослідницька група почала з перевірки, чи обмежується здатність давати біоботів цими клітинами амфібій, чи інші неембріональні дорослі клітини амфібій також можуть генерувати біоботів? Крім того, чи насіннєві клітини необхідно обов'язково формувати окремо для створення біоботів, чи спонукання початкових насіннєвих клітин також може призвести до самоконструювання біоботів? Для цього замість ембріональних тканин дослідники використовували дорослі соматичні клітини, отримані з епітелію легень людини , і змогли створити нові, багатоклітинні, самоконструювані, рухливі живі структури без ручного формування або використання будь-яких зовнішніх формотворчих механізмів. Використаний метод є масштабованим. Паралельно створювалися рої біоботів, які рухалися за допомогою війкового руху та жили протягом 45–60 днів. Цікаво, що також було відзначено, що антропоти переміщалися через розриви в нейрональних моношарах та індукували ефективне загоєння дефектів in vitro.
Синтез антроботів є важливим, оскільки він демонструє, що пластичність клітин для виникнення біоботів не обмежується ембріональними клітинами чи клітинами амфібій. Він показав, що дорослі соматичні клітини людини без будь-якої генетичної модифікації можуть утворювати нових біоботів без будь-якого зовнішнього механізму надання форми.
Антроботи – це вдосконалення порівняно з ксеноботами та прогрес у відповідній технології, що має значні наслідки для виробництва складних тканин для клінічного використання в регенеративній медицині . У майбутньому може стати можливим створювати антроботів, персоналізованих для кожного пацієнта, та розміщувати їх в організмі, не викликаючи жодної імунної відповіді.
***
Список використаної літератури:
- Блекістон Д. та ін 2023. Біологічні роботи: перспективи нової міждисциплінарної галузі. М'яка робототехніка. Серпень 2023 р. 674-686. DOI: https://doi.org/10.1089/soro.2022.0142
- Гумуська, Г. та інші 2023. Рухливі живі біоботи самоконструюються з дорослої особини Людина Соматичні клітини-попередники. Advanced Science 2303575. опубліковано: 30 листопада 2023 р. DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202303575
- Університет Тафтса 2023. Новини – вчені створюють крихітних біологічних роботів з Людина Клітини. https://now.tufts.edu/2023/11/30/scientists-build-tiny-biological-robots-human-cells
- Ебрахімхані Мо.Р. і Левін М., 2021. Синтетичні живі машини: нове вікно в життя. iScience Perspective. Том 24, випуск 5, 102505, 21 травня 2021 р. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102505
***
