قام فريق من العلماء بابتكار روبوتات حية صغيرة باستخدام خلايا بشرية، تمكنت من الحركة داخل طبق مختبر، وربما يكون لها يوما ما القدرة على المساعدة في عمليات شفاء الجروح أو الترميم النسيجي، وفقا لدراسة جديدة.
أطلق الباحثون من جامعة تافتس ومعهد وايس في جامعة هارفارد اسم “الإنسان الآلي” على هذه الكائنات الجديدة. يستند هذا البحث إلى الأعمال السابقة للعلماء الذين قاموا بخلق أول روبوتات حية، أو ما يعرف بـ “xenobots”، باستخدام خلايا جذعية من أجنة الضفدع الأفريقي المخالب (Xenopus laevis).
قال مايكل ليفين، أستاذ علم الأحياء في جامعة فانيفار بوش في كلية تافتس للفنون والعلوم، مؤلف الدراسة: “بعض الناس قد يظنون أن خصائص xenobots تعتمد كثيرا على حقيقة أنها جينية وبرمائية، ولكن أعتقد أن هذا لا يرتبط بكونها جنينا. هذه خاصية أكثر عمومية للكائنات الحية.”
وأضاف: “نحن لا ندرك كل القدرات التي تمتلكها خلايا أجسامنا.” يشير ليفين إلى أن الروبوتات لم تكتمل دورة حياتها بشكل كامل أثناء وجودها، مما يجعلها تشبه بعض الفئات الثنائية القائمة حاليا ويشدد على أهمية تجاوز هذا التصنيف المحدود.
كيف تم “خلق” روبوتات حية
اعتمد العلماء في صنع الروبوتات الحية على خلايا بشرية بالغة مأخوذة من القصبة الهوائية، وذلك من متبرعين مجهولين من مختلف الفئات العمرية والجنس. وأوضح جيزيم، المشارك في تأليف الدراسة، أن الاختيار تم تحديده على هذا النوع من الخلايا نظرا لسهولة الوصول إليها نتيجة للأبحاث المتقدمة حول فيروس كورونا وأمراض الرئة. والأهم من ذلك، نظرا للفرضية التي يعتقد العلماء أنها تجعل هذه الخلايا قادرة على التحرك، وفقًا لتصريحات جوموسكايا، الطالبة في جامعة تافتس.
تتميز خلايا القصبة الهوائية بوجود نتوءات تشبه الشعر تعرف باسم الأهداب، والتي تتمايل ذهابا وإيابا. تساعد هذه الأهداب عادة في دفع الجزيئات الصغيرة التي قد تدخل الممرات الهوائية في الرئتين. وقد أظهرت الدراسات السابقة أيضا أن هذه الخلايا يمكن أن تشكل عضويات، وهي كتل مكونة من مجموعات خلايا، والتي تستخدم على نطاق واسع في مجال الأبحاث.
أجرت جوموسكايا تجارب على تركيب الكيمياء في ظروف نمو خلايا القصبة الهوائية، حيث وجدت طريقة لتحفيز الأهداب باتجاه الخارج على الهياكل العضوية. وعندما تم العثور على المصفوفة الصحيحة، أصبحت الأعضاء قابلة للتحرك بعد عدة أيام، حيث عملت الأهداب بمثابة مجاديف إلى حد كبير.
وأوضحت قائلة: “لم يحدث أي تغيير في اليوم الأول أو الثاني أو الرابع أو الخامس، ولكن كما يحدث عادة في الأحياء، في اليوم السابع تقريبا، حدث تحول سريع”. وأضافت: “كانت كالزهرة التي تفتحت. وفي اليوم السابع، انقلبت الأهداب واتجهت إلى الخارج”.
وبهذه الطريقة، تنمو كل روبوت بيولوجي من خلية واحدة،.. وهو ما يجعلها فريدة من نوعها. وأشار ليفين إلى أن هناك روبوتات بيولوجية صنعها علماء آخرون،.. ولكن تم إنتاجها يدويا من خلال إنشاء قالب وزراعة خلايا لتنمو فوقه.
أشكال وأحجام مختلفة
تنوعت الروبوتات التي أبدعها الفريق في أشكال وأحجام مختلفة، حيث لم تكن متطابقة. بينما كان بعضها كروي ومغطى بالكامل بالأهداب، كان البعض الآخر يأخذ شكل كرة القدم ويكون مغطى بالأهداب بشكل غير منتظم. تحركت هذه الروبوتات بطرق مختلفة أيضا، حيث انتقل بعضها في خطوط مستقيمة، بينما تحرك آخرون في دوائر ضيقة، وكان آخرون يتمايلون ويهزون. نجحت هذه الروبوتات في البقاء حية لمدة تصل إلى 60 يوما في ظروف المختبر.
أوضح الباحثون، مايكل ليفين وجوموسكايا،.. أن التجارب الرائدة التي قاموا بها لا تزال في مراحلها الأولى،.. حيث يهدفون إلى استكشاف إمكانيات تطبيقات طبية لهذه الروبوتات. وفي هذا السياق،.. فإن الباحثين قاموا بفحص قدرة الروبوتات على التحرك فوق الخلايا العصبية البشرية المزروعة في طبق المختبر،.. الذي تم “خدشه” لتحاكي الضرر.
أظهرت الدراسة أن الروبوتات قد حفزت النمو في المنطقة المتضررة من الخلايا العصبية،.. ورغم ذلك، لم يتم فهم آلية هذا الشفاء بشكل كامل. وأوضح فالك تاوبر،.. القائد في مركز فرايبورغ للمواد التفاعلية والتقنيات الحيوية في جامعة فرايبورغ في ألمانيا،.. أن هذه الدراسة تمثل أساسا لجهود مستقبلية لاستخدام الروبوتات البيولوجية في تطبيقات متنوعة وتصميمها بأشكال متعددة.
الروبوتات أظهرت سلوكا مدهشا
أكد تاوبر، الذي لم يكن جزءا من فريق البحث، أن الروبوتات أبدت “سلوكا مدهشا”،.. خاصة عندما تحركت فوق خدوش في الخلايا العصبية البشرية وأغلقتها في النهاية.
وشدد على أن القدرة على إنشاء مثل هذه الهياكل باستخدام خلايا المريض نفسه تشير إلى تطبيقات متنوعة سواء في مجال الأبحاث العلمية أو ربما في المستقبل داخل الجسم البشري.
من جهته، أكد ليفين أنه لا يعتقد أن الروبوتات تثير أي مخاوف أخلاقية أو تتعلق بالسلامة. أوضح أنها ليست مصنوعة من أجنة بشرية وأن الأبحاث تتم بشكل محدد، دون أي تلاعب وراثي. وأشار إلى أن لديها بيئة محددة جدا حيث يعيشون،.. ولا يوجد احتمال للخروج من المختبر أو البقاء خارج البيئة المعينة لهم،.. مؤكدا أن لديهم فترة حياة طبيعية ويتحللون بشكل طبيعي بعد بضعة أسابيع.