Fevereiro 24, 2024

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Robótica: pequenos robôs vivos feitos de células humanas surpreenderam os cientistas

Robótica: pequenos robôs vivos feitos de células humanas surpreenderam os cientistas

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CNN

Cientistas criaram pequenos robôs vivos feitos de células humanas que podem se mover Em uma placa de laboratório, um dia poderá ajudar a curar feridas ou tecidos danificados, de acordo com um novo estudo.

Uma equipe da Universidade Tufts e do Instituto Wyss da Universidade de Harvard chamou essas criações de “robôs”. A pesquisa é baseada em trabalhos anteriores de alguns dos mesmos cientistas que fizeram isso Os primeiros robôs vivosou xenobots, são feitos de células-tronco provenientes de embriões da rã com garras africana (Xenopus laevis).

“Algumas pessoas pensavam que as características dos xenobots dependiam muito do facto de serem embrionários e anfíbios”, disse o autor do estudo Michael Levin, professor de biologia da Universidade Vannevar Bush no Tufts College of Arts and Sciences.

“Não acho que isso tenha algo a ver com ser um feto. Isso não tem nada a ver com ser um sapo. Acho que essa é uma propriedade mais geral dos seres vivos.”

“Não percebemos todas as competências que as células do corpo possuem.”

Enquanto estavam vivos, os robôs não eram organismos completos porque não tinham seres completos vida útil, Levin disse.

“Isso nos lembra dessas duras categorias binárias com as quais lidamos: isso é um robô, isso é um animal, isso é uma máquina? Esse tipo de coisa não nos serve bem. Precisamos superar isso.”

A pesquisa foi publicada quinta-feira em Revista Científica Avançada.

Os cientistas usaram células humanas adultas da traqueia, ou traqueia, de doadores anônimos de diferentes idades e sexos. Gizem, coautor do estudo, disse que os pesquisadores se concentraram neste tipo de célula porque é relativamente fácil de acessar devido ao trabalho sobre o coronavírus e doenças pulmonares e, mais importante, devido à característica que os cientistas acreditam que torna as células móveis. Gumoskaya, estudante de doutorado na Tufts University.

As células traqueais são cobertas por saliências semelhantes a pêlos, chamadas cílios, que ondulam para frente e para trás. Eles normalmente ajudam as células brônquicas a expulsar pequenas partículas que chegam às vias aéreas dos pulmões. Estudos anteriores também mostraram que as células podem formar organoides, aglomerados de células amplamente utilizados em pesquisas.

Gomosskaya fez experiências com a composição química e as condições de crescimento das células traqueais e descobriu uma maneira de estimular os cílios a apontarem para fora nos organoides. Uma vez encontrada a matriz correta, os órgãos tornaram-se móveis após alguns dias, com os cílios agindo como se fossem pás.

“Nada aconteceu no primeiro dia, no segundo dia, no quarto ou quinto dia, mas, como costuma acontecer na biologia, por volta do sétimo dia, houve uma rápida reviravolta”, disse ela. “Era como uma flor desabrochando. No sétimo dia, os cílios haviam virado e estavam do lado de fora.

“No nosso método, cada robô cresce a partir de uma única célula.”

Essa automontagem é o que o torna único. Os robôs biológicos foram feitos por outros cientistas, mas foram feitos à mão, fazendo um molde e células de sementes para viverem em cima deles, disse Levine.

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Gizem Gumuskaya, Universidade Tufts

Cada robô cresce a partir de uma única célula.

Diferentes formas e tamanhos

Os robôs que a equipe criou não eram idênticos.

Alguns eram esféricos e completamente cobertos por cílios, enquanto outros tinham formato de bola de futebol e eram irregularmente cobertos por cílios. Eles também se moviam de maneiras diferentes – alguns em linha reta, outros em círculos apertados, enquanto outros sentavam e balançavam, de acordo com um comunicado de imprensa sobre o estudo. Eles sobreviveram até 60 dias em condições de laboratório.

Levine e Gomoskaya disseram que os experimentos descritos neste último estudo ainda estão em um estágio inicial, mas o objetivo é ver se os robôs poderiam ter aplicações médicas. Para ver se tais aplicações eram possíveis, os investigadores examinaram se os robôs eram capazes de se mover sobre neurónios humanos cultivados numa placa de laboratório que tinha sido “riscada” para imitar danos.

Eles ficaram surpresos ao ver que os robôs estimulavam o crescimento na área danificada dos neurônios, embora os pesquisadores ainda não entendam por que isso acontece. O estudo indicou um mecanismo de cura.

Falk Tauber, líder do grupo do Centro de Materiais Interativos e Biotecnologias de Freiburg da Universidade de Freiburg, na Alemanha, disse que o estudo forneceu uma base para esforços futuros para usar biorobôs para diferentes trabalhos e transformá-los em diferentes formas.

Gizem Gumuskaya, Universidade Tufts

O robô, em verde, cresce arranhando o tecido neural, em vermelho.

Tauber, que não esteve envolvido na pesquisa, disse que os robôs mostraram “comportamento surpreendente”, especialmente quando passaram por arranhões nos neurônios humanos e eventualmente os desligaram.

A capacidade de criar estas estruturas a partir das células do próprio paciente sugere diversas aplicações tanto no laboratório como talvez eventualmente em humanos, disse ele.

Levin disse não acreditar que os robôs representem quaisquer preocupações éticas ou de segurança. Ele disse que eles não são feitos de embriões humanos, altamente restritos à pesquisa ou geneticamente modificados de qualquer forma.

“Eles vivem em um ambiente muito restrito, então não há possibilidade de que de alguma forma escapem ou sobrevivam fora do laboratório. Eles não podem viver fora desse ambiente muito específico”, disse ele. “Eles têm uma vida normal, então, depois de algumas semanas, eles se biodegradam suavemente.” ”