मानव कोशिकाओं से बने छोटे बायोरोबोट डीएनए को संशोधित किए बिना न्यूरोनल विकास को बढ़ावा देते हैं

शोधकर्ता वर्तमान में दवा वितरण से लेकर कैंसर कोशिकाओं की पहचान करने तक मानव शरीर में विभिन्न प्रकार के कार्य करने के लिए जीवित कोशिकाओं से बने छोटे बायोरोबोट विकसित कर रहे हैं। नवीनतम विकास में, टफ्ट्स विश्वविद्यालय और हार्वर्ड विश्वविद्यालय के वाइस इंस्टीट्यूट के शोधकर्ताओं ने मानव श्वासनली कोशिकाओं का उपयोग करके सफलतापूर्वक एक नए प्रकार का जैविक रोबोट बनाया है।

शोधकर्ताओं ने छोटे जैविक रोबोट बनाने के लिए मानव वायुमार्ग कोशिकाओं का उपयोग किया है जो अपने आप चल सकते हैं और जीन को संशोधित किए बिना क्षतिग्रस्त न्यूरॉन्स के उपचार को बढ़ावा देने के लिए मिलकर काम कर सकते हैं। इस छोटे रोबोट में पुनर्योजी चिकित्सा और रोग उपचार को बदलने की क्षमता है।

इससे पहले, टफ्ट्स विश्वविद्यालय ने वर्मोंट विश्वविद्यालय के साथ मिलकर "ज़ेनोबोट" नामक एक बहु-कोशिका जैविक रोबोट बनाने के लिए मेंढक भ्रूण कोशिकाओं का उपयोग किया था जो नेविगेट कर सकता है, जानकारी रिकॉर्ड कर सकता है और खुद की मरम्मत कर सकता है। उस समय, शोधकर्ता निश्चित नहीं थे कि क्या ये क्षमताएं इसलिए थीं क्योंकि ज़ेनोबोट मेंढक की कोशिकाओं से बनाया गया था, या क्या बायोबोट अन्य प्रजातियों की कोशिकाओं से बनाया जा सकता था।

वर्तमान अध्ययन में, शोधकर्ता यह देखना चाहते थे कि क्या कोशिकाओं को उनके प्राकृतिक वातावरण से हटाया जा सकता है और अन्य कार्य करने के लिए अलग-अलग "बॉडी प्लान" में पुन: एकत्रित किया जा सकता है। उन्होंने पाया कि वयस्क मानव कोशिकाओं का उपयोग करके वे ऐसे रोबोट बना सकते हैं जो आनुवंशिक संशोधन की आवश्यकता के बिना अधिक सक्षम होंगे।

अध्ययन के पहले और संबंधित लेखक गिज़ेम गुमुस्काया ने कहा, "हम यह पता लगाना चाहते थे कि शरीर में डिफ़ॉल्ट कार्य करने के अलावा कोशिकाएं क्या कर सकती हैं।" "कोशिकाओं के बीच बातचीत को पुन: प्रोग्राम करके, नई बहुकोशिकीय संरचनाएं बनाई जा सकती हैं, जैसे पत्थरों और ईंटों को दीवारों, मेहराबों या स्तंभों जैसे विभिन्न संरचनात्मक तत्वों में व्यवस्थित किया जा सकता है।"

उन्होंने पहले मानव श्वासनली की सतह से श्वासनली कोशिकाओं को निकाला और फिर एक नया प्रोटोकॉल विकसित किया जो सिलिया, छोटे बाल जैसी संरचनाओं के साथ बहुकोशिकीय गोलाकार बनाने के लिए ब्रोन्कियल उपकला पूर्वज कोशिकाओं की मौजूदा क्षमताओं का शोषण करता है जो कंपन और गति कर सकते हैं। उन्होंने सिलिया-लिपटे गोले बनाने के लिए इस प्रक्रिया को संशोधित किया; यानी, रोमक संरचनाएं अंदर की बजाय गोले के बाहर होती हैं।

कुछ ही दिनों में, नई कोशिकाएँ, जिन्हें शोधकर्ता "एंथ्रोबोट्स" कहते हैं, सिलिया द्वारा संचालित होने लगीं। पूरी तरह से विकसित होने पर रोबोट का आकार 30 माइक्रोन से 500 माइक्रोन तक होता है, और कुछ गोलाकार होते हैं और पूरी तरह से सिलिया से ढके होते हैं, जबकि अन्य अनियमित या फुटबॉल के आकार के होते हैं और असमान रूप से सिलिया से ढके होते हैं। सिलिया का वितरण यह निर्धारित करता है कि रोबोट कैसे चलता है, या तो सीधे या घुमावदार पथों पर लूपिंग या दोलन करता है। एंथ्रोबोट आमतौर पर प्राकृतिक रूप से नष्ट होने से पहले 45 से 60 दिनों तक प्रयोगशाला स्थितियों में जीवित रहते हैं।

गुमुस्काया ने कहा, "एंथ्रोबोट्स प्रयोगशाला डिश में खुद को इकट्ठा कर सकते हैं।" "ज़ेनोबॉट्स के विपरीत, उन्हें आकार देने के लिए चिमटी या स्केलपेल की आवश्यकता नहीं होती है, और हम भ्रूण कोशिकाओं के बजाय वयस्क कोशिकाओं, या यहां तक ​​​​कि पुराने रोगियों की कोशिकाओं का उपयोग कर सकते हैं। यह पूरी तरह से स्केलेबल है - हम समानांतर में इन रोबोटों के झुंड का उत्पादन कर सकते हैं, जो चिकित्सीय उपकरण विकसित करने के लिए एक शानदार शुरुआत है।"