Собянин: более 1,4 тыс аварийных бригад городских служб дежурили в праздники в МосквеУченые из американского Университета Тафтса создали крошечных биороботов из человеческих клеток, заставив их двигаться и восстанавливать поврежденную нервную ткань. С подробностями – научный обозреватель Николай Гринько.
Фото: tufts.edu
Те, кто интересуется последними достижениями в области медицины и ее будущими технологиями, знают, что одним из перспективных направлений развития сегодня считают наноботов. Это микроскопические роботы, способные самостоятельно перемещаться внутри организма, обнаруживать там поврежденные участки или больные клетки и лечить их.
Специалисты предполагают, что инженеры смогут построить их через пару-тройку десятков лет. И хотя сегодняшний уровень развития технологий пока не позволяет создавать подобные механизмы, исследования все равно ведутся. Уже разрабатываются микроскопические "доставщики" медпрепаратов, которые способны двигаться по кровеносным сосудам, высвобождая лекарственные вещества в нужном месте.
Но есть в таком подходе и недостатки. Микророботы сделаны из полимеров или металла, а организм может отреагировать на чужеродные вещества. И каким в итоге будет эффект, остается только предполагать. Поэтому есть альтернативные разработки: "роботов" пытаются строить из живых клеток.
Биологи из Университета Тафтса еще в 2019 году соединили эмбриональные клетки сердца и кожи африканской когтистой лягушки, чтобы создать органоид с ресничками – крошечными волосками, которые позволяют передвигаться в жидкой среде и плыть в нужном направлении. Таким образом, ученым удалось натренировать клетки делать то, чем они никогда не занимались.
Фото: tufts.edu
Это был настоящий прорыв, но уже тогда стало понятно, что для медицины этот метод не подходит: наша иммунная система отторгла бы таких биороботов. Поэтому теперь команда взяла за основу клетки человеческой трахеи. У них тоже есть реснички, которые можно "перепрофилировать" для поступательного движения.
Исследователи поместили отдельные клетки в 3D-каркас, через две недели они размножились и сформировали крошечные сферы. Правда, их реснички были направлены внутрь, поэтому органоиды погрузили в специальную жидкость, которая побудила выпустить волоски наружу.
Получившиеся биороботы отличаются по размеру и форме, несмотря на одинаковую ДНК. Некоторые из них абсолютно шарообразные, другие – вытянутые. В основе каждого – от 100 до 1 000 клеток, самые крупные из них размером с маковое зернышко. Реснички биороботов могут быть разбросаны по всей внешней поверхности или собраны отдельными пучками.
Чтобы проверить, можно ли использовать органоиды для залечивания ран, был проведен эксперимент. В чашке Петри вырастили небольшой участок нервной ткани из человеческих клеток, а затем повредили его, нанеся глубокий порез. Когда туда поместили группу биороботов, они сразу же задвигались вдоль повреждения. После этого закрепились на краях раны и, к удивлению ученых, поперек пореза начали быстро прорастать "соединительные мосты". Органоиды инициировали появление новой нервной ткани, залечивающей повреждение.
Можно представить себе дальнейшее развитие этой технологии. Медицинский инструмент будет буквально выращиваться из собственных живых клеток пациента: отряд крохотных органоидов, запущенных в кровоток, сможет самостоятельно найти участок, которому требуется лечение, и провести с ним все необходимые операции.
При этом организм даже не попытается запустить иммунную реакцию, поскольку это его собственный материал. Хочется верить, что именно так все и будет происходить уже через какие-то 20–30 лет.
Хотя…
Гринько Николай
