Primele celule bionice au fost create de cercetători

Cercetătorii americani au reuşit să cultive în premieră mondială, în laborator, celule umane care au în structurile lor senzori electronici integraţi.

Repararea corpului cu ajutorul unor celule cultivate în laborator reprezintă „ambiţia” medicinei regenerative. Terapiile celulare fac progrese mari, reuşind în unele cazuri să redea vederea unor pacienţi sau să elimine procesul de respingere a grefelor. Producţia de ţesuturi artificiale reprezintă deja o realitate, însă o echipă de cercetători americani a mers şi mai departe, creând primele ţesuturi umane în care au fost integrate minicabluri electrice. Odată cu apariţia acestor "ţesuturi cyborg" (referire la denumirea roboţilor umanoizi din filmele şi literatura SF), oamenii de ştiinţă consideră că s-a deschis calea spre obţinerea unor senzori biologici din ce în ce mai sofisticaţi, informează lefigaro.fr.

Pentru a crea aceste ţesuturi noi, Charles Lieber de la Universitatea Harvard, profesorul Robert Langer de la Massachusetts Institute of Technology (MIT), medicul Daniel Kohane de la Boston Children's Hospital şi colegii lor au integrat fire minuscule de siliciu (cu diametre de aproape 80 de nanometri) într-un fel de burete asemănător vatei pe băţ, fabricat din molecule organice (precum colagenul). Oamenii de ştiinţă au grefat apoi pe această armătură celule musculare şi cardiace, dar şi neuroni de şoareci. Pentru prima dată în istorie, un ţesut hibrid, jumătate celular jumătate electronic, a fost creat astfel în 3D.

Nanosenzori din siliciu

O structură în cele trei dimensiuni (aliajele actuale de celule şi componente electronice există doar în două dimensiuni) oferă „o mai bună imagine asupra comportamentului celular”, explică Bozhi Tian, unul dintre creatorii acestei tehnici, descrisă în revista Nature Materials. În plus, nanosenzorii din siliciu sunt supli, biocompatibili, netoxici şi nu împiedică creşterea ţesuturilor. „Structura rămâne intactă şi chiar joacă un rol activ”, a adăugat Daniel Kohane. Numeroşi senzori pot fi într-adevăr asociaţi acelor nanocabluri, iar oamenii de ştiinţă au putut să măsoare de exemplu bătăile celulelor cardiace.

Cu ajutorul unor celule umane de această dată, cercetătorii au creat şi un vas sangvin lung de 1,5 centimetri cu senzori integraţi care supraveghează echilibrul acidităţii din sânge (un exces de acid se află la originea comei diabetice). Analiza acestor semnale din organism ar reprezenta un aport major pentru studierea fenomenelor inflamatorii şi canceroase. Noua tehnologie ar reprezenta în acelaşi timp şi o „revoluţie” pentru tratamentele aplicate în tulburările ritmului cardiac, prin fabricarea unor defibrilatoare biocompatibile „integrate de-a lungul nanosenzorilor”, afirmă medicul Kohane.

Biomateriale pentru testarea medicamentelor

Laboratoarele farmaceutice ar putea să adopte aceste biomateriale inovatoare pentru a-şi testa medicamentele, întrucât ţesuturile vii cu nanosenzori încorporaţi vor putea să reproducă parţial metabolismul organismului. Charles Lieber, un pionier în domeniul nanotehnologiilor, a înfiinţat de altfel o companie (Vista Therapeutics) care comercializează un nanosenzor capabil să detecteze, pe baza unei singure picături de sânge, markeri biologici precum PSA, folosit pentru monitorizarea prostatei (care necesită în mod normal o prelevare de sânge, iar rezultatele sunt disponibile după 72 de ore).

Următoarea etapă va fi „de a racorda ţesuturile şi de a comunica cu ele”, aşa cum fac organismele vii, spune Charles Lieber. Pentru moment, savanţii americani pot doar să primească semnalele înregistrate de acele nanocabluri. Însă, după ce vor putea să „coordoneze prin telecomandă” aceste circuite integrate biologice, de exemplu pentru a elibera în corp medicamente ultradirecţionate, va mai fi doar un pas până la fabricarea de nanoroboţi medicali.