Vārds “robots” izraisa asociāciju ar cilvēkam līdzīgu cilvēka radītu metāla mašīnu (humanoīdu), kas ir izstrādāta un ieprogrammēta, lai automātiski veiktu noteiktus uzdevumus mūsu vietā. Tomēr roboti (vai boti) var būt jebkuras formas vai izmēra un var būt izgatavoti no jebkura materiāla (tostarp bioloģiskiem materiāliem, piemēram, dzīvām šūnām) atkarībā no dizaina un funkcionālajām prasībām. Tam var nebūt nekādas fiziskas formas, kā tas ir Siri vai Alexa gadījumā . Roboti ir racionāli izstrādāti artefakti vai mašīnas, kas demonstrē autonomiju un veic konkrētus uzdevumus.
Bioloģiskie roboti (jeb bioboti) kā ražošanas materiālu izmanto dzīvas šūnas vai audus. Tāpat kā visi roboti, arī bioboti ir programmējamas mašīnas, tām piemīt autonomija un tās veic noteiktus uzdevumus. Tie ir īpaša aktīvu, dzīvu un kustīgu sintētisku struktūru klase.
Dzīvie audi paši par sevi nav roboti. Tie ir dzīvnieku daļas. Dzīvās šūnas kļūst par robotiem, kad tās tiek atbrīvotas no parastajiem ierobežojumiem un ieprogrammētas vēlamajā formā un funkcijā, mākslīgi kombinējot un veidojot šūnas, lai tās parādītu specifisku uzvedību.
Ksenoboti bija pirmie pilnībā bioloģiskie bioboti, kas tika izveidoti laboratorijā 2020. gadā, izmantojot varžu sugas Xenopus laevis embriju olšūnas (tāpēc arī nosaukums Xenobots). Tas bija pirmais dzīvais, pašatjaunojošais, pašreplicējošais mākslīgais organisms. Dzīvās šūnas tika izmantotas kā pamatelementi, kas tika atbrīvoti no pārējā embrija parastajiem ierobežojumiem, lai radītu jaunu mākslīgās dzīvības formu, kuras morfoloģija un iezīmes tika mākslīgi "izstrādātas". Tādējādi ksenobots bija dzīvs sintētisks organisms. Ksenobotu izstrāde parādīja, ka no abinieku embrija iegūtas šūnas var ieprogrammēt vēlamajā formā un funkcijā, atbrīvojot dabiskos ierobežojumus. Tomēr nebija zināms, vai biobotus var izveidot no neatibnieku vai pieaugušo šūnām.
Zinātnieki tagad ir ziņojuši par veiksmīgu biorobotu izgatavošanu, izmantojot pieaugušo šūnas no neembrionāliem cilvēka audiem, ar spējām, kas pārsniedz ksenorobotu iespējas. Šis biorobots ir nosaukts par " antrorobotiem " tā cilvēciskās izcelsmes dēļ.
Tā kā ksenoboti tika iegūti no abinieku embrionālajām šūnām, veidojot šūnas individuāli, pētnieku komanda sāka ar testēšanu, vai spēja radīt biobotus aprobežojas tikai ar šīm abinieku šūnām, vai arī citas neatbībnieku, neatbrīvotas pieaugušas šūnas var ģenerēt biobotus? Turklāt, vai sēklas šūnas ir obligāti jāveido individuāli, lai ģenerētu biobotus, vai arī sākotnējo sēklas šūnu pievilināšana var novest pie biobotu pašveidošanās? Šim nolūkam pētnieki embrionālo audu vietā izmantoja pieaugušas, somatiskās šūnas, kas iegūtas no cilvēka plaušu epitēlija, un spēja radīt jaunas, daudzšūnu, pašveidojošas, kustīgas dzīvas struktūras bez manuālas veidošanas vai jebkādu ārēju formu piešķiršanas mehānismu izmantošanas. Izmantotā metode ir mērogojama. Paralēli tika izveidoti biobotu bari, kas pārvietojās ar skropstiņu vadītu dzinējspēku un dzīvoja 45–60 dienas. Interesanti, ka tika arī novērots, ka antroboti pārvietojās pāri neironu monoslāņa pārtraukumiem un in vitro izraisīja efektīvu defektu dzīšanu.
Antrobotu sintēze ir nozīmīga, jo tā parāda, ka šūnu plastiskums biobotu radīšanā neaprobežojas tikai ar embrionālajām vai abinieku šūnām. Tā ir parādījusi, ka pieaugušu somatisko cilvēku savvaļas šūnas bez jebkādas ģenētiskas modifikācijas var veidot jaunus biobotus bez jebkādas ārējas formas veidošanas iekārtas.
Antroboti ir uzlabojums salīdzinājumā ar ksenobotiem un sasniegums attiecīgajā tehnoloģijā, kam ir būtiska ietekme uz sarežģītu audu ražošanu klīniskiem lietojumiem reģeneratīvajā medicīnā . Nākotnē varētu kļūt iespējams radīt katram pacientam personalizētus antroporobotus un ievietot tos organismā, neizraisot nekādu imūnreakciju.
***
Norādes:
- Blekistons D. un citi 2023. Bioloģiskie roboti: perspektīvas jaunā starpdisciplinārā jomā. Mīkstā robotika. 2023. gada augusts. 674-686. DOI: https://doi.org/10.1089/soro.2022.0142
- Gumuskaja, G. un citi. 2023. Motile Living Biobots Self-Construct from Adult Cilvēka Somatiskās cilmes sēklu šūnas. Advanced Science 2303575. Publicēts: 30. gada 2023. novembrī DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202303575
- Tufts University 2023. Jaunumi – Zinātnieki būvē sīkus bioloģiskos robotus no plkst Cilvēka Šūnas. https://now.tufts.edu/2023/11/30/scientists-build-tiny-biological-robots-human-cells
- Ebrahimkhani Mo.R. un Levins M., 2021. Sintētiskās dzīvās mašīnas: jauns logs uz dzīvi. iZinātnes perspektīva. 24. sējums, 5. izdevums, 102505, 21. gada 2021. maijs. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102505
***
