Celule 'cyborg' semi-vii

Inginerii biomedicali de la Universitatea din California, Davis, au creat celule "cyborg" semi-vii. Păstrând capacitățile celulelor vii, dar neputându-se replica, celulele cyborg ar putea avea o gamă largă de aplicații, de la producția de medicamente terapeutice la curățarea poluării. Lucrarea a fost publicată pe 11 ianuarie 2023 în Advanced Science.

Biologia sintetică își propune să proiecteze celule care pot efectua funcții noi. Există esențial două abordări în uz, a spus Cheemeng Tan, profesor asociat de inginerie biomedicală la UC Davis și autor principal al articolului. Una este de a lua o celulă bacteriană vie și de a remodela ADN-ul său cu gene noi care-i dau noi funcții. Cealaltă este de a crea o celulă artificială de la zero, cu o membrană sintetică și biomolecule.

Prima abordare permite o flexibilitate mare, dar o celulă vie modificată este, de asemenea, capabilă să se reproducă singură, ceea ce poate fi de nedorit. O celulă complet artificială nu se poate reproduce, dar este mai puțin complexă și capabilă doar de o gamă limitată de sarcini.

Tan și echipa UC Davis au venit cu a treia abordare. Au infuzat celule bacteriene vii cu unitățile de bază ale unui polimer artificial. Odată intrat în celulă, polimerul a fost încrucișat într-o matrice hidrogel prin expunerea la lumină ultravioletă. Celulele au putut menține activitatea lor biologică, dar nu s-au putut reproduce.

"Celulele cyborg sunt programabile, nu se divid, păstrează activități celulare esențiale și câștigă abilități non-native", a spus Tan.

Celulele cyborg au fost mai rezistente la factorii de stres care ar ucide celulele normale, cum ar fi expunerea la peroxid de hidrogen, antibiotic sau pH ridicat, au constatat cercetătorii.

În final, au reușit să proiecteze celulele astfel încât să poată invada celulele canceroase crescute în laborator.

Grupul efectuează cercetări suplimentare cu privire la modul de creare și control al celulelor cyborg și asupra efectelor diferitelor materiale matriciale. De asemenea, speră să exploreze utilizarea lor într-o varietate largă de aplicații, de la înfruntarea provocărilor de mediu la diagnosticarea și tratarea bolilor.

A fost depusă o cerere pentru un brevet provizoriu pentru proces. Lucrarea a fost sprijinită în parte de granturi de la Institutul Național de Sănătate.