Slovo „robot“ vyvolává představy člověk-jako uměle vyrobený kovový stroj (humanoid) navržený a naprogramovaný tak, aby za nás automaticky vykonával některé úkoly. Roboti (nebo roboti) však mohou mít jakýkoli tvar nebo velikost a mohou být vyrobeny z jakéhokoli materiálu (včetně biologických materiálů, jako jsou živé buňky) v závislosti na požadavcích na design a funkčnost. Nemusí mít žádnou fyzickou podobu jako v případě Siri or Alexa. Roboti jsou racionálně navržené artefakty nebo stroje, které vykazují autonomii a vykonávají specifické úkoly.
Biologičtí roboti (nebo bioboti) využívají bydlení buněk nebo tkáně jako výrobní materiál. Stejně jako všichni roboti jsou i bioboti programovatelnými stroji, vykazují autonomii a vykonávají specifické úkoly. Jedná se o speciální třídu aktivních živých a pohyblivých syntetických struktur.
Živé tkáně samo o sobě, nejsou roboti. Jsou to části zvířat. Žití buněk stát se roboty, když jsou osvobozeni od běžných omezení a naprogramováni do požadované formy a funkce umělým kombinováním a tvarováním buněk tak, aby vykazovaly specifické chování.
Xenoboti byli prvními plně biologickými bioboty vytvořenými v laboratoři v roce 2020 pomocí vaječných buněk z embryí druhu žáby tzv. Xenopus laevis (odtud název Xenobots). Byl to první živý, sebeopravující, sebereplikující umělý organismus. Živé buňky byly použity jako stavební kameny, které byly osvobozeny od normálních omezení zbytku embrya, aby daly vzniknout nové formě umělého života, jehož morfologie a rysy byly uměle „navrženy“. Xenobot byl tedy živý syntetický organismus. Vývoj Xenobotů ukázal, že buňky pocházející z obojživelného embrya mohou být naprogramovány do požadované formy a funkce uvolněním přirozených omezení. Nebylo však známo, zda lze bioboty vytvořit z neobojživelných nebo dospělých buněk.
Vědci nyní oznámili úspěšnou konstrukci biobotů pomocí dospělých buněk z neembryonálních buněk člověk tkáně se schopnostmi přesahujícími Xenoboty. Tento biobot byl pojmenován 'Anthroboti' kvůli jeho člověk původ.
Vzhledem k tomu, že xenoboti byli odvozeni z embryonálních buněk obojživelníků formováním buněk jednotlivě, výzkumný tým začal s testováním, zda je schopnost dát vzniknout biobotům omezena na tyto buňky obojživelníků, nebo jiné dospělé buňky, které nejsou obojživelníky a neembryonální, mohou také vytvářet bioboty? Dále, pokud je nutné buňky semen nezbytně vyřezávat jednotlivě, aby se vytvořily bioboty, nebo pokud přemlouvání počátečních buněk semen také může vést k vlastní konstrukci biobotů? K tomu vědci místo embryonálních tkání použili dospělé somatické buňky odvozené od člověk plicního epitelu a byli schopni generovat nové, mnohobuněčné, samokonstruující, pohyblivé živé struktury bez ručního tvarování nebo použití jakéhokoli vnějšího formovacího stroje. Použitá metoda je škálovatelná. Paralelně byly vytvořeny roje biobotů, kteří se pohybovali pomocí řasinkami poháněného pohonu a žili 45–60 dní. Je zajímavé, že bylo také pozorováno, že Anthroboti se pohybovali přes zlomy v neuronových monovrstvách a indukovali účinné hojení defektů in vitro.
Syntéza antrobotů je významný, protože ukazuje, že plasticita buněk pro vznik biobotů není omezena na embryonální nebo obojživelné buňky. Ukázalo se, že dospělý somatický člověk divoké buňky bez jakékoli genetické modifikace mohou vytvářet nové bioboty bez jakéhokoli vnějšího mechanismu pro vytváření formy.
Anthrobots je zlepšení oproti Xenobotům a pokrok v příslušné technologii, která má významné důsledky pro produkci komplexních tkání pro klinické použití v regenerativní medicína. V budoucnu může být možné vyrábět Anthroboty personalizované pro každého pacienta a nasazovat je v těle bez vyvolání jakékoli imunitní reakce.
***
Reference:
- Blackiston D. et al 2023. Biologičtí roboti: Pohledy na vznikající interdisciplinární pole. Měkká robotika. Srpen 2023. 674-686. DOI: https://doi.org/10.1089/soro.2022.0142
- Gumuskaja, G. et al. 2023. Motile Living Biobots Self-Construct from Adult Člověk Somatické progenitorové semenné buňky. Advanced Science 2303575. publikováno: 30. listopadu 2023 DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202303575
- Tufts University 2023. Novinky – Vědci postavili Tiny Biological Robots from Člověk Buňky. https://now.tufts.edu/2023/11/30/scientists-build-tiny-biological-robots-human-cells
- Ebrahimkhani Mo.R. a Levin M., 2021. Syntetické živé stroje: Nové okno do života. Perspektiva iScience. Svazek 24, vydání 5, 102505, 21. května 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102505
***
