Secondo un nuovo studio, gli scienziati hanno creato minuscoli robot viventi a partire da cellule umane che possono muoversi in un piatto di laboratorio e che un giorno potrebbero aiutare a guarire ferite o tessuti danneggiati. - Minuscoli robot viventi realizzati a partire da cellule umane sorprendono gli scienziati
Un team della Tufts University e del Wyss Institute dell'Università di Harvard ha ribattezzato queste creazioni antrobot. La ricerca si basa sul lavoro precedente di alcuni degli stessi scienziati, che hanno realizzato i primi robot viventi, o xenobot, a partire da cellule staminali ricavate da embrioni di rana africana (Xenopus laevis).
"Alcuni pensavano che le caratteristiche degli xenobot si basassero molto sul fatto che sono embrionali e anfibi", ha detto l'autore dello studio Michael Levin, professore di biologia Vannevar Bush presso la School of Arts & Sciences di Tufts.
"Non credo che questo abbia a che fare con l'essere un embrione. Non ha nulla a che fare con l'essere una rana. Penso che si tratti di una proprietà molto più generale degli esseri viventi", ha detto.
"Non ci rendiamo conto di tutte le competenze che hanno le nostre cellule corporee".
Pur essendo vivi, gli antrobot non erano organismi a tutti gli effetti perché non avevano un ciclo di vita completo, ha detto Levin.
"Ci ricorda che queste dure categorie binarie con cui abbiamo operato: È un robot, è un animale, è una macchina? Questo genere di cose non ci serve molto. Dobbiamo andare oltre".
La ricerca è stata pubblicata giovedì sulla rivista Advanced Science.
Come le hanno create?
Gli scienziati hanno utilizzato cellule umane adulte provenienti dalla trachea, o trachea, di donatori anonimi di età e sesso diversi. I ricercatori si sono concentrati su questo tipo di cellule perché sono relativamente facili da raggiungere grazie al lavoro su Covid-19 e sulle malattie polmonari e, soprattutto, per una caratteristica che secondo gli scienziati avrebbe reso le cellule capaci di muoversi, ha detto il coautore dello studio Gizem Gumuskaya, dottorando alla Tufts.
Le cellule tracheali sono ricoperte da proiezioni simili a capelli, chiamate cilia, che ondeggiano avanti e indietro. Di solito aiutano le cellule tracheali a spingere fuori le particelle minuscole che trovano la loro strada nei passaggi d'aria dei polmoni. Studi precedenti avevano anche dimostrato che le cellule possono formare organoidi - ammassi di cellule ampiamente utilizzati per la ricerca.
Gumuskaya ha sperimentato la composizione chimica delle condizioni di crescita delle cellule tracheali e ha trovato un modo per incoraggiare le ciglia a essere rivolte verso l'esterno degli organoidi. Una volta trovata la matrice giusta, gli organoidi sono diventati mobili dopo pochi giorni, con le ciglia che agivano un po' come remi.
"Non è successo nulla il primo, il secondo, il quarto o il quinto giorno, ma come accade di solito in biologia, verso il settimo giorno c'è stata una rapida transizione", ha detto la ricercatrice. "È stato come un fiore che sboccia. Al settimo giorno, le cilia si erano capovolte e si trovavano all'esterno".
"Nel nostro metodo, ogni antrobot cresce da una singola cellula".
È questo autoassemblaggio che li rende unici. I robot biologici sono stati realizzati da altri scienziati, ma sono stati costruiti a mano facendo uno stampo e seminando cellule che vi vivessero sopra, ha detto Levin.
Forme e dimensioni diverse
Gli antrobot creati dal team non erano identici.
Alcuni erano sferici e completamente ricoperti di cilia, mentre altri avevano una forma più simile a quella di un pallone da calcio ed erano ricoperti irregolarmente di cilia. Si muovevano anche in modi diversi: alcuni in linea retta, altri in cerchi stretti, altri ancora seduti e agitati, secondo quanto riportato in un comunicato stampa sullo studio. Sono sopravvissuti fino a 60 giorni in condizioni di laboratorio.
Gli esperimenti descritti in quest'ultimo studio sono in fase iniziale, ma l'obiettivo è scoprire se gli antrobot potrebbero avere applicazioni mediche, hanno detto Levin e Gumuskaya. Per vedere se tali applicazioni potrebbero essere possibili, i ricercatori hanno esaminato se gli antrobot fossero in grado di muoversi sui neuroni umani coltivati in un piatto di laboratorio che era stato "graffiato" per simulare un danno.
Sono rimasti sorpresi nel vedere che gli antrobot hanno incoraggiato la crescita verso la regione danneggiata dei neuroni, anche se i ricercatori non hanno ancora compreso il meccanismo di guarigione, si legge nello studio.
Falk Tauber, leader del gruppo presso il Centro di Friburgo per i materiali interattivi e le tecnologie bioispirate dell'Università di Friburgo in Germania, ha dichiarato che lo studio ha fornito una base di partenza per gli sforzi futuri volti a utilizzare i biobot per diverse funzioni e a realizzarli in forme diverse.
Tauber, che non ha partecipato alla ricerca, ha detto che gli antrobot hanno mostrato un "comportamento sorprendente", in particolare quando si sono mossi attraverso - e alla fine hanno chiuso - le fessure nei neuroni umani.
Ha detto che la capacità di creare queste strutture a partire dalle cellule di un paziente suggerisce diverse applicazioni sia in laboratorio che, forse, in ultima analisi, nell'uomo.
Levin ha detto di non ritenere che gli antrobot pongano problemi etici o di sicurezza. Non sono stati realizzati a partire da embrioni umani, la cui ricerca è strettamente limitata, né sono stati modificati geneticamente in alcun modo.
"Hanno un ambiente molto circoscritto in cui vivono, quindi non c'è possibilità che escano o vivano al di fuori del laboratorio. Non possono vivere al di fuori di quell'ambiente molto specifico", ha detto. "Hanno una vita naturale, quindi dopo poche settimane si biodegradano senza problemi".
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Fonte: edition.cnn.com
