Beseda "robot" prikliče podobe človeškega-kot kovinski stroj, ki ga je izdelal človek (humanoid), zasnovan in programiran za samodejno opravljanje nekaterih nalog namesto nas. Vendar so roboti (ali boti) lahko poljubne oblike ali velikosti in izdelani iz katerega koli materiala (vključno z biološkimi materiali, kot so žive celice), odvisno od zasnove in funkcionalnih zahtev. Morda nima fizične oblike kot v primeru Siri or Alexa. Roboti so racionalno zasnovani artefakti ali stroji, ki izkazujejo avtonomijo in opravljajo določene naloge.
Biološki roboti (ali bioboti) uporabljajo življenje celice ali tkiv kot material za izdelavo. Kot vsi roboti so tudi bioboti stroji, ki jih je mogoče programirati, prikazujejo avtonomijo in opravljajo določene naloge. To so poseben razred aktivno živečih in gibljivih sintetičnih struktur.
Živa tkiva po sebi, niso roboti. So deli živali. Živi celice postanejo roboti, ko so osvobojeni običajnih omejitev in programirani v želeno obliko in funkcijo z umetnim združevanjem in oblikovanjem celic, da pokažejo specifično vedenje.
Ksenoboti so bili prvi popolnoma biološki bioboti, ustvarjeni v laboratoriju leta 2020 z uporabo jajčnih celic iz zarodkov vrste žabe, imenovane Xenopus laevis (od tod ime Xenobots). To je bil prvi živi, samopopravljajoči se umetni organizem. Žive celice so bile uporabljene kot gradniki, ki so bili osvobojeni običajnih omejitev preostalega zarodka, da bi ustvarili novo obliko umetnega življenja, katerega morfologija in značilnosti so bile umetno "oblikovane". Xenobot je bil torej živ sintetični organizem. Razvoj ksenobotov je pokazal, da je mogoče celice, pridobljene iz zarodka dvoživke, programirati v želeno obliko in funkcijo s sprostitvijo naravnih omejitev. Vendar ni bilo znano, ali bi biobote lahko ustvarili iz nedvoživk ali odraslih celic.
Znanstveniki so zdaj poročali o uspešni konstrukciji biobotov z uporabo odraslih celic brez zarodkov človeškega tkivo z zmogljivostmi, ki presegajo Xenobote. Ta biobot je bil imenovan 'Antroboti'zaradi svojega človeškega izvora.
Ker so bili ksenoboti pridobljeni iz embrionalnih celic dvoživk z oblikovanjem posameznih celic, je raziskovalna skupina začela s testiranjem, ali je zmožnost ustvarjanja biobotov omejena na te celice dvoživk ali pa lahko tudi druge nedvoživke, neembrionalne odrasle celice ustvarijo biobote? Nadalje, če je treba semenske celice nujno izklesati posamično, da ustvarijo biobote, ali če lahko nagovarjanje začetnih semenskih celic vodi tudi do samokonstrukcije biobotov? Za to so raziskovalci namesto embrionalnih tkiv uporabili odrasle somatske celice, pridobljene iz človeškega pljučnega epitelija in so lahko ustvarili nove, večcelične, samokonstruirajoče, gibljive žive strukture brez ročnega oblikovanja ali uporabe kakršnih koli zunanjih strojev za dajanje oblike. Uporabljena metoda je prilagodljiva. Vzporedno so bili proizvedeni roji biobotov, ki so se premikali s pogonom na migetalke in živeli 45–60 dni. Zanimivo je bilo tudi opaženo, da so se antroboti premikali čez prekinitve nevronskih monoslojev in povzročili učinkovito celjenje okvar in vitro.
Sinteza antrobotov je pomemben, ker dokazuje, da plastičnost celic za nastanek biobotov ni omejena na celice zarodkov ali dvoživk. Pokazalo se je, da odrasli somatski človeškega divje celice brez kakršnih koli genskih sprememb lahko tvorijo nove biobote brez kakršnih koli zunanjih strojev za ustvarjanje oblike.
Anthrobots je izboljšava v primerjavi s Xenoboti in napredek v ustrezni tehnologiji, ki ima pomembne posledice za proizvodnjo kompleksnih tkiv za klinično uporabo v regenerativna medicina. V prihodnosti bo morda mogoče izdelati antrobote, prilagojene vsakemu pacientu, in jih namestiti v telo, ne da bi sprožili kakršen koli imunski odziv.
***
Reference:
- Blackiston D. sod 2023. Biološki roboti: perspektive nastajajočega interdisciplinarnega področja. Mehka robotika. Avgust 2023. 674-686. DOI: https://doi.org/10.1089/soro.2022.0142
- Gumuskaja, G. et al. 2023. Gibljivi živi bioboti se samokonstruirajo iz odraslega Human Somatske matične semenske celice. Advanced Science 2303575. objavljeno: 30. november 2023 DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202303575
- Univerza Tufts 2023. Novice – Znanstveniki izdelujejo majhne biološke robote Human Celice. https://now.tufts.edu/2023/11/30/scientists-build-tiny-biological-robots-human-cells
- Ebrahimkhani Mo.R. in Levin M., 2021. Sintetični živi stroji: Novo okno v življenje. iScience Perspective. Zvezek 24, številka 5, 102505, 21. maj 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102505
***
