Учёные из Университета Карнеги — Меллона представили микроскопических биологических роботов, способных перемещаться по телу и доставлять лекарства к нужным органам. Исследование опубликовано в Science Advances.

Роботы, названные «AggreBots», созданы из клеток лёгких человека. Они относятся к биологическим роботам, или биоботам — живым машинам, способным самостоятельно двигаться и выполнять задачи. Ранее биоботы приводились в движение с помощью мышечных волокон, сокращающихся и расслабляющихся как настоящие мышцы.

Новая команда учёных использовала реснички — крошечные волосковые структуры, действующие как пропеллеры. В лёгких реснички удаляют слизь, а у водных микроорганизмов помогают плавать. Основная сложность заключалась в том, как сформировать робота так, чтобы реснички двигали его предсказуемо.

Решение разработала лаборатория Ren Lab под руководством биомедицинского инженера Чарли Рена. Учёные создают роботов из сферических скоплений стволовых клеток лёгких, называемых тканевыми сфероидами. Размещая их в разных формах и контролируя активность ресничек, исследователи управляют траекторией движения.

По словам аспиранта Дхрува Бхаттарама, процесс напоминает греблю на лодке: если убрать несколько весёл в определённых местах, лодка плывёт иначе. Аналогично, изменяя функциональные реснички, робота можно направлять.

AggreBots полностью биологичны, биоразлагаемы и биосовместимы, что делает их потенциально безопасными для применения в организме. Учёные считают, что в будущем они смогут перемещаться по сложным тканям, доставлять лекарства и участвовать в медицинских процедурах.

Кроме медицины, роботы помогут изучать заболевания, связанные с нарушением функции ресничек, такие как первичная цилиарная дискинезия и муковисцидоз. Их можно создавать из клеток самого пациента, снижая риск иммунного отторжения.

По словам Чарли Рена, управление движением этих роботов важно, поскольку организм — сложная среда. AggreBots открывают возможности для изучения влияния факторов окружающей среды на здоровье человека и разработки новых способов доставки лекарств.

Исследование пока на ранней стадии, но оно демонстрирует перспективы использования живых клеточных роботов для медицинских приложений. В будущем рои таких микроботов смогут доставлять лекарства глубоко в организм человека.