Biorobots fabricados a partir de células humanas podrían ayudar a reparar el tejido dañado
Los antropobots más pequeños son tan anchos como un cabello humano y los más grandes tienen aproximadamente el tamaño de la punta de un lápiz. (Crédito de la imagen: Gizem Gumuskaya/Universidad de Tufts)
Los científicos han creado un pequeño robot autoensamblable hecho de células humanas que algún día podría reparar la piel y los tejidos dañados.
Las diminutas máquinas biológicas, llamadas «Antrobots», están hechas de células de las vías respiratorias humanas sin ninguna modificación genética. Los experimentos con placas de laboratorio muestran que pueden promover el crecimiento de neuronas o células nerviosas en el tejido dañado.
Los robots varían en tamaño, desde los más pequeños, no más anchos que un cabello humano, hasta los más grandes, del tamaño de la punta de un lápiz. Se reúnen en grupos que los investigadores llaman «superrobots». Los científicos publicaron sus hallazgos el 21 de noviembre en la revista Advanced Science.
En el estudio, el equipo utilizó varillas de metal para raspar una capa viva bidimensional de neuronas humanas para simular una herida abierta, y luego los robots se reunieron alrededor de las varillas y desencadenaron una regeneración neuronal masiva. Sin embargo, no está claro el mecanismo exacto por el que los robots humanos promueven la regeneración neuronal.
«Los componentes celulares que construimos en el laboratorio tienen funciones más allá de su papel en el cuerpo», dijo en un comunicado el autor principal del estudio, Michael Levine, biólogo sintético y del desarrollo de la Universidad de Harvard.
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«Fascinante y completamente inesperado, las células de las vías respiratorias de pacientes normales son capaces de moverse por sí solas y promover el crecimiento neuronal en el área lesionada sin cambiar su ADN. Ahora estamos investigando cómo funcionan los mecanismos de curación y planteando estas preguntas: ¿Qué más hace una célula? ?» La estructura puede hacer eso. «
El equipo construyó cada Anthrobot a partir de una sola célula de las vías respiratorias humanas, que luego se cultivó en el laboratorio para formar esferoides multicelulares llamados organoides. Alentaron a los cilios parecidos a pelos comunes en las células de las vías respiratorias a mirar hacia afuera para ayudar a los organoides a moverse. Los robots humanos se dividen en diferentes categorías según su tamaño y patrones de movimiento. Luego, el equipo probó cómo se desempeñaban en un entorno terapéutico.
Levin trabajó anteriormente en otro tipo de robot biológico, llamado Xenobots. Derivados de células embrionarias, estos xenobots pueden navegar por canales, recolectar materiales, registrar información, repararse a sí mismos e incluso replicar varios ciclos. Pero Anthrobots va un paso más allá.
«El robot se montó solo en una placa de laboratorio», dijo en un comunicado Gizem Gumuskaya, estudiante de doctorado de la Universidad de Tufts y científico que creó el robot humanoide.
«A diferencia de los Xenobots, que no requieren pinzas ni bisturís para darles forma, podemos utilizar células adultas, incluso células de pacientes mayores, en lugar de células embrionarias. Es completamente escalable: podemos producir grandes cantidades de estos robots en paralelo es una buena opción». comienzo para desarrollar herramientas terapéuticas».
Usar las propias células de un paciente para construir un biobot podría reducir el riesgo de desencadenar una respuesta inmune o necesitar inmunosupresores, dijeron los autores.
El robot puede durar entre 45 y 60 días antes de descomponerse y ser reabsorbido por el cuerpo. Tampoco pueden reproducirse, no están editados genéticamente y sólo pueden sobrevivir fuera del cuerpo en condiciones específicas de laboratorio. Los investigadores dicen que esto significa que no hay riesgo de exceder las salvaguardias existentes.
El equipo espera probar los Anthrobots en otras aplicaciones médicas, incluida la eliminación de la acumulación de placa en las arterias y la reparación de lesiones de la médula espinal o daños a los nervios de la retina. Los investigadores dicen que incluso pueden configurar estos pequeños biobots para identificar bacterias o células cancerosas.
