الروبوتات: روبوتات حية صغيرة مصنوعة من خلايا بشرية فاجأت العلماء

ونشر البحث يوم الخميس في مجلة العلوم المتقدمة.

استخدم العلماء خلايا بشرية بالغة من القصبة الهوائية، أو القصبة الهوائية، من متبرعين مجهولين من مختلف الأعمار والجنس. وقال جيزيم، المؤلف المشارك للدراسة، إن الباحثين ركزوا على هذا النوع من الخلايا لأنه من السهل نسبيًا الوصول إليها بسبب العمل على فيروس كورونا وأمراض الرئة، والأهم من ذلك، بسبب الميزة التي يعتقد العلماء أنها تجعل الخلايا قادرة على الحركة. جوموسكايا، طالبة دكتوراه في جامعة تافتس.

خلايا القصبة الهوائية مغطاة بنتوءات تشبه الشعر تسمى الأهداب، وهي تموج ذهابًا وإيابًا. وهي تساعد عادةً خلايا القصبة الهوائية على دفع الجزيئات الصغيرة التي تجد طريقها إلى الممرات الهوائية في الرئتين. وقد أظهرت دراسات سابقة أيضًا أن الخلايا يمكن أن تشكل عضويات، وهي كتل من الخلايا تستخدم على نطاق واسع في الأبحاث.

أجرت جوموسكايا تجارب على التركيب الكيميائي لظروف نمو خلايا القصبة الهوائية، ووجدت طريقة لتشجيع الأهداب على التوجه نحو الخارج على الأعضاء العضوية. وبمجرد عثورها على المصفوفة الصحيحة، أصبحت العضيات متحركة بعد بضعة أيام، حيث تعمل الأهداب مثل المجاديف إلى حد ما.

وقالت: “لم يحدث شيء في اليوم الأول أو اليوم الثاني أو اليوم الرابع أو الخامس، ولكن كما تفعل البيولوجيا عادة، في اليوم السابع تقريبًا، كان هناك تحول سريع”. “لقد كانت مثل زهرة متفتحة. وبحلول اليوم السابع، انقلبت الأهداب وأصبحت في الخارج.

“في طريقتنا، ينمو كل إنسان آلي من خلية واحدة.”

وهذا التجميع الذاتي هو ما يجعلها فريدة من نوعها. وقال ليفين إن الروبوتات البيولوجية صنعها علماء آخرون، لكن تم تصنيعها يدويًا عن طريق صنع قالب وخلايا بذر لتعيش فوقها.

أشكال وأحجام مختلفة

لم تكن الروبوتات التي أنشأها الفريق متطابقة.

كان بعضها كرويًا ومغطى بالكامل بالأهداب، بينما كان البعض الآخر على شكل كرة القدم ومغطى بشكل غير منتظم بالأهداب. لقد تحركوا أيضًا بطرق مختلفة – بعضهم في خطوط مستقيمة، والبعض الآخر في دوائر ضيقة، بينما جلس آخرون وهزوا، وفقًا لبيان صحفي حول الدراسة. لقد نجوا لمدة تصل إلى 60 يومًا في ظروف المختبر.

وقال ليفين وجوموسكايا إن التجارب الموضحة في هذه الدراسة الأخيرة لا تزال في مرحلة مبكرة، لكن الهدف هو معرفة ما إذا كان يمكن للروبوتات أن يكون لها تطبيقات طبية. ولمعرفة ما إذا كانت مثل هذه التطبيقات ممكنة، فحص الباحثون ما إذا كانت الروبوتات قادرة على التحرك فوق الخلايا العصبية البشرية المزروعة في طبق المختبر الذي تم “خدشه” لتقليد الضرر.

لقد فوجئوا برؤية الروبوتات تشجع النمو في المنطقة المتضررة من الخلايا العصبية، على الرغم من أن الباحثين لم يفهموا بعد السبب وراء ذلك. وأشارت الدراسة إلى آلية الشفاء.

وقال فالك تاوبر، قائد المجموعة في مركز فرايبورغ للمواد التفاعلية والتقنيات الحيوية في جامعة فرايبورغ في ألمانيا، إن الدراسة قدمت أساسًا للجهود المستقبلية لاستخدام الروبوتات الحيوية في وظائف مختلفة وصنعها في أشكال مختلفة.

وقال تاوبر، الذي لم يشارك في البحث، إن الروبوتات أظهرت “سلوكًا مدهشًا”، خاصة عندما تحركت عبر خدوش في الخلايا العصبية البشرية وأغلقتها في النهاية.

وقال إن القدرة على إنشاء هذه الهياكل من خلايا المريض نفسه تشير إلى تطبيقات متنوعة سواء في المختبر أو ربما داخل البشر في نهاية المطاف.