Бионические микроботы, выращенные из плоти людей. С ноотропным потенциалом

Ноотропы – это не таблетки делающие человека умнее. А скорее набор топливных элементов, облегчающих и поддерживающих развитие нейронных связей в мозге. Вот только ноотропы лишь косвенно влияют на работу мозга, так как доступ к нейронам защищен гематоэнцефалическим барьером, а проходят его лишь сильнодействующие препараты с рядом побочных эффектов. Но, если таблетка не проходит ГЭБ, можно использовать буквально микроробота, пробирающегося вглубь мозга.

Само собой, некоторые технологии невероятно дорогие, а потому недоступные. Тем более, кому-то достаточно отладить режим дня, сна и потребления кофе, чтобы получить буст продуктивности. Подробнее о простых и не очень способах повышения продуктивности – читайте в материалах телеграм канала. Подписывайтесь, чтобы первыми получать актуальные материалы.

Ученые использовали клетки трахеи человека для создания крошечных биологических роботов, которые самостоятельно перемещаются и способны работать вместе. Ключевая задача биороботов – заживление поврежденных нейронов, без использования генетических модификаций.

Микро роботы созданы из живых клеток. Изначально их разрабатывали для выполнения разных задач внутри организма: от доставки лекарств до распознавания раковых клеток. В этот раз исследователи из Университета Тафтса и Гарвардского института Висса создали новую модель биобота, из клеток трахеи человека.

Исследователи опирались на предыдущую работу Университета Тафтса в сотрудничестве с Университетом Вермонта. В ней использовались клетки эмбриона лягушки для создания многоклеточного биобота, он же ксенобот. Ксенобот ориентировался в организме, обладал способностью к записи информации и регенерации.

В то время исследователи не были уверены, были ли возможности ксенобота обусловлены именно свойствами клеток лягушки, или же биобот с такими свойствами может быть создан из других видов клеток. При этом эксперименты с органоидами – это не новость. Недавний материал предлагает широкое пространство для выращивания органоидов «на чипе», и использования их как нод для нейросети.

В новом исследовании ученые удалили клетки из их естественной среды и рекомбинировали их в другие «области тела» для выполнения других функций. В результате получились микроботы из клеток взрослого человека без генетической модификации и с расширенными возможностями.

Мы хотели выяснить, на что способны клетки, помимо их стандартных функций в организме. Путем перепрограммирования взаимодействий между клетками можно создавать новые многоклеточные структуры, аналогично тому, как цемент и кирпич можно объединять в различные архитектурные элементы, такие как стены, арки или колонны.
Гизем Гумуская, руководительница исследования и автор-корреспондент.

Ученые начали с клеток трахеи, взятых с поверхности дыхательных путей человека. Клетки прошли через новый протокол модификации. Процедура направлена на максимально эффективное использование уже существующей способности клеток. В частности, на их способность образовывать многоклеточные сферы с микроскопическими волосоподобными структурами, которые вибрируют при движении. Ученым осталось сделать так, чтобы эти волоски торчали наружу и облегчали симбиоз с телом человека. И если теория трансгуманизма расширила понятие «человек», то это исследование – тем более.

Через несколько дней новые клетки, которых исследователи назвали Антроботами, начали двигаться, приводимые в движение ресничками. В зрелом состоянии некоторые боты были от 30 до 500 микрон, имели сферическую форму и полностью были покрыты ресничками. Некоторые из них были неправильной формы, а покрытие ресничками шло «пятнами». Распределение ресничек определяло траекторию движения антроботов. Срок жизни антробота от 45 до 60 дней в лабораторных условиях, после чего следует естественное биоразложение.

Антроботы самособираются в лабораторной чашке. В отличие от ксеноботов, нам не нужен пинцет или скальпель, чтобы придать им форму. Мы можем использовать взрослые клетки – даже клетки пожилых пациентов – вместо эмбриональных клеток. Техпроцесс полностью масштабируем — мы можем создавать стаи этих ботов параллельно, что является хорошим началом для разработки терапевтического инструмента.
Гизем Гумуская, руководительница исследования и автор-корреспондент.

Можно смело говорить о том, что цели трансгуманизма в поддержке и развитии чего-то большего, чем человек, нашли еще одну платформу для реализации. Исследователи вырастили двумерный слой человеческих нейронов в лабораторной чашке и поцарапали клетки тонким металлическим стержнем, чтобы создать «рану» без клеток. Затем в чашку поместили рой антроботов.

Боты стимулировали рост новых нейронов, заполняя пробелы, образовавшиеся в результате раны. В результате антроботам удалось создать мост из нейронов толщиной со здоровые клетки. При этом в тех частях раны, где не было антроботов, не было и роста нервной ткани. Само собой, ценник на такую процедуру в начале будет космический. Впрочем, генная терапия со времен открытия упала в цене в тысячи раз.

Клеточные структуры из лаборатории обладают возможностями, выходящими за рамки того, что они делают в организме. Удивительно и совершенно неожиданно, что нормальные клетки трахеи, без изменений в ДНК, могут двигаться самостоятельно и стимулировать рост нейронов в области повреждения. Сейчас мы изучаем, как работает механизм исцеления, и задаемся вопросом о большем потенциале этих конструкций.
Майкл Левин, другой автор-корреспондент.

Преимущество использования человеческих клеток включает в себя возможность создавать ботов из клеток пациента для выполнения терапевтической работы, не вызывая иммунного ответа и не требуя применения иммунодепрессантов.

Дальнейшее развитие ботов предлагает возможности очистки артерий от бляшек, восстановления поврежденного спинного мозга или нервов сетчатки, лучшего распознавания бактерий или раковых клеток или доставки лекарств в целевые ткани. Теоретически, Антроботы могли бы помочь в лечении тканей, одновременно доставляя прорегенеративные лекарства. Что очень помогло бы на фоне вопросов с антибиотиками.

Фактически, подобные структуры могут стать отдельной системой поддержки для организма. Не как препарат из аптеки, а как некая процедура, в духе визита к стоматологу или в рамках «дневного стационара».

Больше материалов про мозг, организм, способы расширения возможностей человека – читайте в материалах телеграм канала. Подписывайтесь, чтобы не пропускать свежие материалы.