İnsan hücrelerinden yapılan minik canlı robotlar

Yeni Bir Araştırmaya Göre Bilim İnsanları, İnsan Hücrelerinden Oluşan Hareketli Robotlar Üretti

Bilim insanları, laboratuvar ortamında hareket edebilen ve potansiyel olarak yaraları veya hasarlı dokuları iyileştirebilecek minik canlı robotlar yarattı. Bu robotlara "antrobot" adı verildi. Tufts Üniversitesi ve Harvard Üniversitesi'nin Wyss Enstitüsü'nden bir ekip, Afrika pençeli kurbağasının embriyolarından elde edilen kök hücrelerden bu antrobotları oluşturdu.

Çalışmanın yazarlarından olan Michael Levin, antrobotların özelliklerinin sadece embriyonik ve amfibi olmalarına bağlı olmadığını belirtti. Levin, bu özelliklerin genel canlılara ait olduğunu düşündüğünü ifade etti. Antrobotlar, tam teşekküllü organizmalar olmadıkları için yaşam döngüsüne sahip değiller.

Araştırmacılar, farklı yaş ve cinsiyetten bağışçılardan alınan trakea ve nefes borusundan elde edilen yetişkin insan hücrelerini kullandılar. Trakeal hücreler, ileri geri dalgalanan silialar adı verilen saç benzeri çıkıntılarla kaplıdır. Bu hücreler, hava geçişlerine yardımcı olmak için kullanılır. Araştırmacılar, trakeal hücrelerin büyüme koşullarını değiştirerek antrobotların hareket etme yeteneğini kazanmalarını sağladılar.

Antrobotların kendiliğinden bir araya gelmeleri onları diğer biyolojik robotlardan ayıran bir özelliktir. Oluşturulan antrobotlar farklı şekil ve boyutlarda olup laboratuvar koşullarında 60 gün boyunca hayatta kaldılar.

Levin ve diğer araştırmacılar, antrobotların tıbbi uygulamalarda kullanılıp kullanılamayacağını belirlemeyi amaçladıklarını söyledi. İnsan nöronları üzerindeki hareket yetenekleri incelenerek antrobotların hasarı taklit edip etmediği araştırıldı.

Falk Tauber, Freiburg Üniversitesi'nde grup lideri, çalışmanın biyo-botları farklı işlevler için kullanma ve farklı formlarda üretme potansiyeli taşıdığını belirtti. Araştırmaya katılmayan Tauber, antrobotların çeşitli uygulamalara yol açabileceklerini söyledi.

Levin, antrobotların etik veya güvenlik endişelerine neden olmadığını belirtti. Bu yapıların insan embriyolarından oluşmadığını ve araştırmaların sıkı bir şekilde kısıtlandığını ifade etti. Antrobotlar, belirli bir ortamda yaşayabildikleri için doğal yaşam süreleri sona erdiğinde biyolojik olarak parçalandıklını ekledi.

Bunları nasıl yaptılar?

Bilim adamları, farklı yaş ve cinsiyetteki isimsiz bağışçılardan alınan trakeadan veya nefes borusundan alınan yetişkin insan hücrelerini kullandılar. Araştırmanın ortak yazarı Gizem, araştırmacıların bu tür hücrelere yoğunlaşmasının nedeninin, Kovid-19 ve akciğer hastalığı üzerinde yapılan çalışmalar nedeniyle bunlara erişimin nispeten kolay olması ve daha da önemlisi, bilim adamlarının hücreleri hareket kabiliyetine sahip hale getireceğine inandıkları bir özellik olması nedeniyle olduğunu söyledi. Gumuskaya, Tufts'ta doktora öğrencisi.

Trakeal hücreler, ileri geri dalgalanan silia adı verilen saç benzeri çıkıntılarla kaplıdır. Genellikle trakeal hücrelerin, akciğerlerdeki hava geçişlerine giden küçük parçacıkları dışarı itmesine yardımcı olurlar. Daha önceki çalışmalar, hücrelerin araştırma için yaygın olarak kullanılan organoidler (hücre kümeleri) oluşturabildiğini de göstermişti.

Gumuskaya, trakeal hücrelerin büyüme koşullarının kimyasal bileşimi üzerinde deneyler yaptı ve tüylerin organoidlerde dışarıya doğru bakmasını teşvik etmenin bir yolunu buldu. Doğru matrisi bulduğunda, organoidler birkaç gün sonra hareketli hale geldi ve kirpikler bir nevi kürek gibi hareket etti.

"Birinci günde, ikinci günde, dördüncü veya beşinci günde hiçbir şey olmadı, ancak biyolojinin genellikle yaptığı gibi, yedinci gün civarında hızlı bir geçiş oldu" dedi. "Yeni açan bir çiçek gibiydi. Yedinci günde kirpikler ters dönmüş ve dışarıdaydı.

"Bizim yöntemimizde her antrobot tek bir hücreden büyüyor."

Onları eşsiz kılan da bu kendi kendine bir araya gelmeleridir. Levin, biyolojik robotların diğer bilim insanları tarafından yapıldığını, ancak bunların bir kalıp yapılarak ve bunun üzerine yaşayacak hücreler ekilerek elle inşa edildiğini söyledi.