Biyobotlar: Canlı, Programlanabilir Organizmaların Yaratılmasıyla Geleceğin Tıbbına Adım Atılıyor
Küçük biyobot, yaraları iyileştirerek yaratıcıları şaşırttı
Bot trakeal hücreler olarak başladı, ancak sinir hücrelerinin onarılmasına ve büyümesine yardımcı oldu.
İnsan trakeal hücrelerinden yapılan küçük “biyobotlar”, hasarlı sinir dokusunu laboratuvar deneylerinde onarması için uyarabilir ve bunun gibi çalışmalar, vücudumuzda devriye gezmenin, hasarı iyileştirmenin ve ilaç dağıtmanın geleceğinin habercisi olabilir.
Amaç: 2020’de yayınlanan bir çalışmada, Tufts Üniversitesi ve Vermont Üniversitesi’ndeki (UVM) araştırmacılar kurbağa embriyolarından deri hücreleri topladılar ve küçük toplar haline gelene kadar kuluçkaya yatırdılar.
Daha sonra küreleri algoritma tarafından belirlenen belirli bir şekle dönüştürdüler ve tam yerinde onlara bir kardiyak kök hücre tabakası eklediler.
“Bu yeni bir nesne sınıfıdır: canlı, programlanabilir organizmalar.”
İşlerini bitirdiklerinde kurbağa hücrelerinden toplanmış “ksenobotlar” yarattılar. Aralık.
O zamanki çalışmanın eş başkanı Joshua Bongard, “Bunlar yeni canlı makineler” dedi. “Bunlar ne geleneksel robotlar ne de bilinen hayvan türleri. Bu yeni bir sınıfın eseridir: canlı, programlanabilir bir organizma.”
Ekibin araştırmasında, bu biyolojik robotların bir gün insan vücudunda gezinebileceğini, ilaç dağıtabileceğini, ameliyat yapabileceğini ve arter duvarındaki plakları temizleyebileceğini buldu.
2021’de araştırmacılar, ksenobotları daha hızlı hale getirmek, anılara sahip olmak ve artık kalp hücrelerine ihtiyaç duymamak için güncelledi. Ancak grup ile tıpta biyobot kullanma hayali arasında hala büyük bir engel vardı: bunlar kurbağa hücrelerinden yapılmıştı. Aralık.
Bu, bağışıklık sisteminin baskılanmasının bunu önleyebileceği anlamına geliyordu, ancak ksenobotlar bir kişinin bağışıklık tepkisini tetikleyecek ve muhtemelen hastaları yüksek enfeksiyon riski altında bırakacaktı.
Antrobotlar toplanıyor: Bu xenobot çalışmasına dayanarak, tufts bilim adamları şimdi “antrobotlar” geliştirdiler.
“Tamamen ölçeklenebilir. Bu botları sürüler halinde üretebiliriz.”
Antrobotlar inşa etmek de öncekinden daha kolaydır.
Araştırmanın ortak yazarı Gizem Gümüşkaya, “antibotlar laboratuvar kaplarında kendi kendine toplanıyor.” Aralık. “Ksenobotların aksine cımbıza veya neştere ihtiyacımız yok ve embriyonik hücreler yerine yetişkin hücreleri (hatta yaşlı hastalardan alınan hücreleri) kullanabiliriz.”
“Tamamen ölçeklenebilir” diye devam etti. “Bu botları sürüler halinde ve paralel olarak üretebiliriz ve terapötik araçlar geliştirmek için iyi bir başlangıç.”
Nasıl çalışır. Antrobot oluşturmak için araştırmacılar, bir kişinin trakeasının yüzeyinden alınan tek bir hücre ile başlar. Trakeanızdaki bu hücreler doğal olarak, soluduğunuz parçacıkları akciğerlerinizden uzak tutmaya yardımcı olan “kirpikler” adı verilen küçük, tüy benzeri yapılarla kaplıdır.
Bu tek hücre daha sonra insan trakeasına benzer bir ortama yerleştirilir ve 2 hafta boyunca büyümesine ve çoğalmasına izin verilir.
Bu noktada tuft ekibi, tüm kirpiklerin içinde olduğu bir yığın küresel hücreye sahiptir, bu nedenle bu hücreyi çözeltiye koyarlar ve saç benzeri yapıyı dışa doğru hareket ettirirler ve birkaç gün içinde kirpikler kürek gibi hareket etmeye başlar. , petri kabındaki antrobotlara basmak.
2 Antrobot tam olarak aynı görünmüyor, ancak Tufts ekibi belirli kategorilere göre gruplanma eğiliminde olduklarını buldu.Aralık. Bazıları küreseldi, kirpiklerle kaplıydı ve çoğu yerinde kıpırdıyordu. Diğerleri futbol topları şeklindeydi ve kirpiklerle kaplıydı – bunlar daha uzun süre yatay hareket etme eğilimindeydi.
Bu farklı şekiller ve yetenekler, gelecekte farklı tedavi türlerine potansiyel olarak katkıda bulunabilir.
Sinir onarımı: Küçük bir biyobotu test etmek için tuft ekibi bir petri kabında 2 boyutlu bir nöron tabakası oluşturdu ve onu metal bir çubukla çizdi. Daha sonra, antrobotları bazı “yaralara” odakladılar.
Şaşırtıcı bir şekilde, varlıkları iyileşmeyi teşvik ediyor gibiydi – antrobotların altında yeni nöronlar büyüdü, ancak açıkta kalan boşluklarda değil.
Tufts Rejeneratif ve Gelişimsel Biyoloji Merkezi’nin araştırma lideri ve direktörü Michael Levin, “Normal hastaların trakeal hücrelerinin dna’larını değiştirmeden kendi başlarına hareket edebilmeleri ve yaralanma bölgesinde nöronal büyümeyi teşvik edebilmeleri büyüleyici ve oldukça beklenmedik” dedi.
“Şimdi iyileştirme mekanizmalarının nasıl çalıştığına bakıyoruz ve bu yapıların başka neler yapabileceğini soruyoruz” diye devam etti.
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Biyobotlar: Canlı, Programlanabilir Organizmaların Yaratılmasıyla Geleceğin Tıbbına Adım Atılıyor