الأنثروبوتس: روبوتات حية صغيرة مصنوعة من خلايا بشرية فاجأت العلماء

وصدر التقرير يوم الخميس مجلة العلوم المتقدمة.

استخدم العلماء خلايا بشرية بالغة من القصبة الهوائية أو الجهاز التنفسي من متبرعين مجهولين من مختلف الأعمار والجنس. وقال كيسيم، المؤلف المشارك في الدراسة، إن الباحثين ركزوا على هذه الأنواع من الخلايا بسبب سهولة وصولها نسبيًا للعمل على كوفيد-19 وأمراض الرئة، والأهم من ذلك، بسبب ميزة يعتقد العلماء أنها تجعل الخلايا قادرة على الحركة. حصلت جوموسكايا على درجة الدكتوراه من جامعة تافتس.

خلايا الشعب الهوائية مغطاة بنتوءات تشبه الشعر تسمى الأهداب والتي تموج ذهابًا وإيابًا. وهي تساعد عادة خلايا الشعب الهوائية على طرد الجزيئات الصغيرة التي تدخل الممرات الهوائية في الرئتين. وقد أظهرت الدراسات السابقة أن الخلايا يمكن أن تشكل عضيات، وهي خلايا تستخدم على نطاق واسع في الأبحاث.

اختبرت جوموسكايا التركيب الكيميائي لظروف نمو خلايا الشعب الهوائية، ووجدت طريقة لحث الأهداب على التوجه نحو الخارج في الأعضاء العضوية. بمجرد العثور على المصفوفة الصحيحة، تحركت العضيات بعد بضعة أيام، حيث تعمل الأهداب مثل الزعانف.

وقال: “لم يحدث شيء في اليوم الأول أو الثاني أو الرابع أو الخامس، ولكن كما تفعل البيولوجيا عادة، في اليوم السابع، كان هناك تغيير سريع”. “لقد كانت مثل زهرة متفتحة. وفي اليوم السابع، انقلبت الأهداب وكشفت.

“في طريقتنا، ينمو كل مجسم من خلية واحدة.”

وهذا التجميع الذاتي هو ما يجعلها فريدة من نوعها. وقال ليفين إن الروبوتات البيولوجية طورها علماء آخرون، لكن يتم تصنيعها يدويا عن طريق صنع قالب وبذر الخلايا.

أشكال وأحجام مختلفة

إن الإنسانيات التي أنشأها الفريق ليست متطابقة.

وكان بعضها كرويًا ومغطى بالكامل بالأهداب، بينما كان البعض الآخر على شكل كرة قدم وغير منتظم بالأهداب. كما أنها تحركت بطرق مختلفة – بعضها في خطوط مستقيمة، وبعضها في دوائر ضيقة، والبعض الآخر يجلس ويتمايل، وفقًا للبيان الصحفي للدراسة. لقد نجوا لمدة تصل إلى 60 يومًا في ظروف المختبر.

وقال ليفين وجوموسكايا إن التجارب الموضحة في هذه الدراسة الأخيرة لا تزال في مراحلها الأولى، ولكن الهدف هو معرفة ما إذا كانت لها تطبيقات سريرية على البشر. ولمعرفة ما إذا كانت مثل هذه التطبيقات ممكنة، درس الباحثون ما إذا كان بإمكانهم تحريك الخلايا العصبية البشرية فوق الخلايا العصبية البشرية المزروعة في طبق مختبري تم “خدشه” لتقليد الضرر.

لقد فوجئوا عندما اكتشفوا أن التجسيمات عززت النمو في المنطقة المتضررة من الخلايا العصبية، وهو أمر لا يزال الباحثون لا يفهمونه. وأشارت الدراسة إلى عملية الشفاء.

وقال فالك تاوبر، قائد مجموعة مركز فرايبورغ للمواد التفاعلية والتقنيات المستوحاة من الحيوية بجامعة فرايبورغ في ألمانيا، إن الدراسة توفر أساسًا للتطبيقات المستقبلية للروبوتات الحيوية لوظائف مختلفة ولتطويرها بأشكال مختلفة.

وأشار تاوبر، الذي لم يشارك في البحث، إلى أن الخلايا العصبية البشرية أظهرت “سلوكًا مدهشًا” عبر شقوق الخلايا العصبية البشرية، وأغلقتها في النهاية.

وقال إن القدرة على إنشاء هذه الهياكل من خلايا المريض الخاصة تقترح مجموعة متنوعة من التطبيقات في المختبر وفي نهاية المطاف على البشر.