By Hafifah Aman 
قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار حول الاكتشافات الرائعة والإنجازات العلمية والمزيد.
سي إن إن
—
ابتكر العلماء روبوتات حية صغيرة يمكنها التحرك من الخلايا البشرية طبقًا للمختبر ويومًا واحدًا يمكن أن يساعدا في التئام الجروح أو الأنسجة التالفة، وفقًا لدراسة جديدة.
أطلق فريق من جامعة تافتس ومعهد ويس بجامعة هارفارد على هذه الكائنات اسم الأنثروبود. يعتمد البحث على العمل السابق لنفس العلماء الذين قاموا به أول الروبوتات الحيةأو xenobots، وهي خلايا جذعية مشتقة من أجنة الضفادع الأفريقية ذات المخالب (Xenopus laevis).
وقال مايكل ليفين مؤلف دراسة فانيفار بوش وأستاذ علم الأحياء في كلية تافتس للفنون والعلوم: “اعتقد البعض أن سمات السينوبودات تعتمد بشكل كبير على حقيقة أنها أجنة وبرمائيات”.
“لا أعتقد أن الأمر له علاقة بكوني جنينًا. لا علاقة له بالضفدع. أعتقد أنها ملكية مشتركة للأنواع”.
“نحن لا ندرك كل الإمكانات التي تمتلكها خلايا الجسم لدينا.”
أثناء وجودها على قيد الحياة، لا تعتبر التجسيمات كائنات حية كاملة لأنها غير مكتملة. دورة الحياة, قال ليفين.
“إنه يذكرنا بهذه الفئات الثنائية الصارمة التي كنا نعمل عليها: هل هو روبوت، هل هو حيوان، هل هو آلة؟ هذه الأنواع من الأشياء لا تخدمنا بشكل جيد. علينا أن نذهب إلى أبعد من ذلك.”
وصدر التقرير يوم الخميس مجلة العلوم المتقدمة.
جيزيم جوموسكايا، جامعة تافتس
كيسيم كوموزكايا هو طالب دكتوراه في جامعة تافتس وساعد في خلق التجسيمات.
استخدم العلماء خلايا بشرية بالغة من القصبة الهوائية أو الجهاز التنفسي من متبرعين مجهولين من مختلف الأعمار والجنس. وقال كيسيم، المؤلف المشارك في الدراسة، إن الباحثين ركزوا على هذه الأنواع من الخلايا بسبب سهولة وصولها نسبيًا للعمل على كوفيد-19 وأمراض الرئة، والأهم من ذلك، بسبب ميزة يعتقد العلماء أنها تجعل الخلايا قادرة على الحركة. حصلت جوموسكايا على درجة الدكتوراه من جامعة تافتس.
خلايا الشعب الهوائية مغطاة بنتوءات تشبه الشعر تسمى الأهداب والتي تموج ذهابًا وإيابًا. وهي تساعد عادة خلايا الشعب الهوائية على طرد الجزيئات الصغيرة التي تدخل الممرات الهوائية في الرئتين. وقد أظهرت الدراسات السابقة أن الخلايا يمكن أن تشكل عضيات، وهي خلايا تستخدم على نطاق واسع في الأبحاث.
اختبرت جوموسكايا التركيب الكيميائي لظروف نمو خلايا الشعب الهوائية، ووجدت طريقة لحث الأهداب على التوجه نحو الخارج في الأعضاء العضوية. بمجرد العثور على المصفوفة الصحيحة، تحركت العضيات بعد بضعة أيام، حيث تعمل الأهداب مثل الزعانف.
وقال: “لم يحدث شيء في اليوم الأول أو الثاني أو الرابع أو الخامس، ولكن كما تفعل البيولوجيا عادة، في اليوم السابع، كان هناك تغيير سريع”. “لقد كانت مثل زهرة متفتحة. وفي اليوم السابع، انقلبت الأهداب وكشفت.
“في طريقتنا، ينمو كل مجسم من خلية واحدة.”
وهذا التجميع الذاتي هو ما يجعلها فريدة من نوعها. وقال ليفين إن الروبوتات البيولوجية طورها علماء آخرون، لكن يتم تصنيعها يدويا عن طريق صنع قالب وبذر الخلايا.
جيزيم جوموسكايا، جامعة تافتس
ينمو كل مجسم من خلية واحدة.
أشكال وأحجام مختلفة
إن الإنسانيات التي أنشأها الفريق ليست متطابقة.
وكان بعضها كرويًا ومغطى بالكامل بالأهداب، بينما كان البعض الآخر على شكل كرة قدم وغير منتظم بالأهداب. كما أنها تحركت بطرق مختلفة – بعضها في خطوط مستقيمة، وبعضها في دوائر ضيقة، والبعض الآخر يجلس ويتمايل، وفقًا للبيان الصحفي للدراسة. لقد نجوا لمدة تصل إلى 60 يومًا في ظروف المختبر.
وقال ليفين وجوموسكايا إن التجارب الموضحة في هذه الدراسة الأخيرة لا تزال في مراحلها الأولى، ولكن الهدف هو معرفة ما إذا كانت لها تطبيقات سريرية على البشر. ولمعرفة ما إذا كانت مثل هذه التطبيقات ممكنة، درس الباحثون ما إذا كان بإمكانهم تحريك الخلايا العصبية البشرية فوق الخلايا العصبية البشرية المزروعة في طبق مختبري تم “خدشه” لتقليد الضرر.
لقد فوجئوا عندما اكتشفوا أن التجسيمات عززت النمو في المنطقة المتضررة من الخلايا العصبية، وهو أمر لا يزال الباحثون لا يفهمونه. وأشارت الدراسة إلى عملية الشفاء.
وقال فالك تاوبر، قائد مجموعة مركز فرايبورغ للمواد التفاعلية والتقنيات المستوحاة من الحيوية بجامعة فرايبورغ في ألمانيا، إن الدراسة توفر أساسًا للتطبيقات المستقبلية للروبوتات الحيوية لوظائف مختلفة ولتطويرها بأشكال مختلفة.
جيزيم جوموسكايا، جامعة تافتس
كائن بشري، أخضر اللون، ينمو باللون الأحمر عبر شق في الأنسجة العصبية.
وأشار تاوبر، الذي لم يشارك في البحث، إلى أن الخلايا العصبية البشرية أظهرت “سلوكًا مدهشًا” عبر شقوق الخلايا العصبية البشرية، وأغلقتها في النهاية.
وقال إن القدرة على إنشاء هذه الهياكل من خلايا المريض الخاصة تقترح مجموعة متنوعة من التطبيقات في المختبر وفي نهاية المطاف على البشر.
وقال ليفين إنه لا يعتقد أن الكائنات البشرية تشكل أي مخاوف أخلاقية أو تتعلق بالسلامة. وقال إنها لم يتم إنشاؤها من أجنة بشرية، من خلال أبحاث خاضعة لرقابة مشددة أو معدلة وراثيا بأي شكل من الأشكال.
وقال: “لديهم بيئة مغلقة للغاية، لذلك لا توجد طريقة يمكنهم من خلالها الهروب أو العيش خارج المختبر. لا يمكنهم العيش خارج تلك البيئة المحددة. لديهم عمر طبيعي، لذلك بعد بضعة أسابيع، إنها تتحلل دون انقطاع.”