Immagine:ogni antropobot è composto da poche centinaia di cellule. Crediti: Gizem Gumuskaya, Tufts University-
Gli “antrobot”, piccoli robot realizzati con cellule umane, sono riusciti a riparare un graffio in uno strato di neuroni, in laboratorio.
Gli scienziati hanno sviluppato minuscoli robot costituiti da cellule umane in grado di riparare il tessuto neurale danneggiato. Gli “antrobot” sono stati realizzati utilizzando cellule tracheali umane e potrebbero, in futuro, essere utilizzati nella medicina personalizzata.
“La ricerca “indica la strada verso un’ingegneria tissutale 2.0 che controlla sinteticamente una serie di processi di sviluppo”, afferma Alex Hughes, bioingegnere dell’Università della Pennsylvania a Filadelfia.
Il biologo dello sviluppo Michael Levin della Tufts University di Medford, nel Massachusetts e i suoi colleghi avevano precedentemente sviluppato minuscoli robot utilizzando gruppi di cellule embrionali di rana. Ma le applicazioni mediche di questi “xenobot” erano limitate, perché non erano derivati da cellule umane e perché dovevano essere scolpiti manualmente nella forma desiderata. I ricercatori hanno ora sviluppato degli antrobot autoassemblanti e stanno studiando il loro potenziale terapeutico utilizzando tessuti umani coltivati in laboratorio.
I ricercatori hanno pubblicato le loro scoperte su Advanced Science.
Levin e il suo team hanno coltivato sferoidi di cellule cutanee tracheali umane in un gel per due settimane, prima di rimuovere i grappoli e farli crescere per una settimana in una soluzione meno viscosa. Ciò ha causato lo spostamento dei minuscoli peli sulle cellule chiamate ciglia verso l’esterno degli sferoidi anziché verso l’interno. Queste ciglia fungevano da remi e i ricercatori hanno scoperto che gli antropobot risultanti, ciascuno contenente poche centinaia di cellule, spesso nuotavano secondo uno dei diversi schemi. Alcuni nuotavano in linea retta, altri nuotavano in cerchi o archi e altri si muovevano in modo caotico.
Per testare il potenziale terapeutico degli antropobot, Levin e i suoi colleghi ne hanno messi diversi in una piccola piastra di laboratorio. Lì, gli antrobot si sono fusi insieme per formare un “superbot”, che i ricercatori hanno posizionato su uno strato di tessuto neurale che era stato graffiato. Nel giro di tre giorni, il foglio di neuroni sotto il superbot era completamente guarito. “Ciò è stato sorprendente“, afferma il coautore dello studio Gizem Gumuskaya, biologo dello sviluppo anche lui alla Tufts, “perché le cellule antrobot erano in grado di svolgere questa funzione di riparazione senza richiedere alcuna modificazione genetica“.
“Non è ovvio che otterrai questo tipo di risposta“, aggiunge.
Gli antrobot possono fondersi spontaneamente insieme per formare una struttura più grande chiamata superbot, che è in grado di incoraggiare la crescita dei neuroni (non mostrata). Crediti: Gizem Gumuskaya, Tufts University
Guardando al futuro, Levin, Gumuskaya e i loro colleghi pensano che gli antropobot realizzati con i tessuti di una persona potrebbero essere utilizzati per pulire le arterie, rompere il muco o somministrare farmaci, con o senza ingegneria genetica. Combinando diversi tipi di cellule ed esplorando altri stimoli, potrebbe anche essere possibile sviluppare biobot – robot realizzati con materiale biologico – con potenziali applicazioni nell’edilizia sostenibile e nell’esplorazione dello spazio.
“Una volta capito cosa i collettivi cellulari sono disposti e in grado di fare, allora possiamo iniziare a controllarli non solo per ottenere robot autonomi, ma per l’applicazione nella medicina rigenerativa“, afferma Levin, “inclusa la ricrescita degli arti”.
Fonte: Nature