Ноотропы – это не таблетки делающие человека умнее. А скорее набор топливных элементов, облегчающих и поддерживающих развитие нейронных связей в мозге. Вот только ноотропы лишь косвенно влияют на работу мозга, так как доступ к нейронам защищен гематоэнцефалическим барьером, а проходят его лишь сильнодействующие препараты с рядом побочных эффектов. Но, если таблетка не проходит ГЭБ, можно использовать буквально микроробота, пробирающегося вглубь мозга.
Ноотропы из человеческой трахеи
Ученые использовали клетки трахеи человека для создания крошечных биологических роботов, которые самостоятельно перемещаются и способны работать вместе. Ключевая задача биороботов – заживление поврежденных нейронов, без использования генетических модификаций.
Биороботы и ксеноботы
Микро роботы созданы из живых клеток. Изначально их разрабатывали для выполнения разных задач внутри организма: от доставки лекарств до распознавания раковых клеток. В этот раз исследователи из Университета Тафтса и Гарвардского института Висса создали новую модель биобота, из клеток трахеи человека.
Исследователи опирались на предыдущую работу Университета Тафтса в сотрудничестве с Университетом Вермонта. В ней использовались клетки эмбриона лягушки для создания многоклеточного биобота, он же ксенобот. Ксенобот ориентировался в организме, обладал способностью к записи информации и регенерации.
В то время исследователи не были уверены, были ли возможности ксенобота обусловлены именно свойствами клеток лягушки, или же биобот с такими свойствами может быть создан из других видов клеток. При этом эксперименты с органоидами – это не новость. Недавний материал предлагает широкое пространство для выращивания органоидов «на чипе», и использования их как нод для нейросети.
Расширенный конструкт
В новом исследовании ученые удалили клетки из их естественной среды и рекомбинировали их в другие «области тела» для выполнения других функций. В результате получились микроботы из клеток взрослого человека без генетической модификации и с расширенными возможностями.
Мы хотели выяснить, на что способны клетки, помимо их стандартных функций в организме. Путем перепрограммирования взаимодействий между клетками можно создавать новые многоклеточные структуры, аналогично тому, как цемент и кирпич можно объединять в различные архитектурные элементы, такие как стены, арки или колонны.
Гизем Гумуская, руководительница исследования и автор-корреспондент.
Ученые начали с клеток трахеи, взятых с поверхности дыхательных путей человека. Клетки прошли через новый протокол модификации. Процедура направлена на максимально эффективное использование уже существующей способности клеток. В частности, на их способность образовывать многоклеточные сферы с микроскопическими волосоподобными структурами, которые вибрируют при движении. Ученым осталось сделать так, чтобы эти волоски торчали наружу и облегчали симбиоз с телом человека. И если теория трансгуманизма расширила понятие «человек», то это исследование – тем более.
Первые шаги бионических микроботов
Через несколько дней новые клетки, которых исследователи назвали Антроботами, начали двигаться, приводимые в движение ресничками. В зрелом состоянии некоторые боты были от 30 до 500 микрон, имели сферическую форму и полностью были покрыты ресничками. Некоторые из них были неправильной формы, а покрытие ресничками шло «пятнами». Распределение ресничек определяло траекторию движения антроботов. Срок жизни антробота от 45 до 60 дней в лабораторных условиях, после чего следует естественное биоразложение.
Польза антроботов
Антроботы самособираются в лабораторной чашке. В отличие от ксеноботов, нам не нужен пинцет или скальпель, чтобы придать им форму. Мы можем использовать взрослые клетки – даже клетки пожилых пациентов – вместо эмбриональных клеток. Техпроцесс полностью масштабируем — мы можем создавать стаи этих ботов параллельно, что является хорошим началом для разработки терапевтического инструмента.
Гизем Гумуская, руководительница исследования и автор-корреспондент.
Можно смело говорить о том, что цели трансгуманизма в поддержке и развитии чего-то большего, чем человек, нашли еще одну платформу для реализации. Исследователи вырастили двумерный слой человеческих нейронов в лабораторной чашке и поцарапали клетки тонким металлическим стержнем, чтобы создать «рану» без клеток. Затем в чашку поместили рой антроботов.
Боты стимулировали рост новых нейронов, заполняя пробелы, образовавшиеся в результате раны. В результате антроботам удалось создать мост из нейронов толщиной со здоровые клетки. При этом в тех частях раны, где не было антроботов, не было и роста нервной ткани. Само собой, ценник на такую процедуру в начале будет космический. Впрочем, генная терапия со времен открытия упала в цене в тысячи раз.
Потенциал бионических ноотропов
Клеточные структуры из лаборатории обладают возможностями, выходящими за рамки того, что они делают в организме. Удивительно и совершенно неожиданно, что нормальные клетки трахеи, без изменений в ДНК, могут двигаться самостоятельно и стимулировать рост нейронов в области повреждения. Сейчас мы изучаем, как работает механизм исцеления, и задаемся вопросом о большем потенциале этих конструкций.
Майкл Левин, другой автор-корреспондент.
Преимущество использования человеческих клеток включает в себя возможность создавать ботов из клеток пациента для выполнения терапевтической работы, не вызывая иммунного ответа и не требуя применения иммунодепрессантов.
Дальнейшее развитие ботов предлагает возможности очистки артерий от бляшек, восстановления поврежденного спинного мозга или нервов сетчатки, лучшего распознавания бактерий или раковых клеток или доставки лекарств в целевые ткани. Теоретически, Антроботы могли бы помочь в лечении тканей, одновременно доставляя прорегенеративные лекарства. Что очень помогло бы на фоне вопросов с антибиотиками.
Дополнительная система поддержки организма
Фактически, подобные структуры могут стать отдельной системой поддержки для организма. Не как препарат из аптеки, а как некая процедура, в духе визита к стоматологу или в рамках «дневного стационара».
