המילה "רובוט" מעלה דימויים של מכונה מתכתית מעשה ידי אדם (דמוית אדם), שתוכננה ומתוכנתת לבצע באופן אוטומטי משימות מסוימות עבורנו. עם זאת, רובוטים (או בוטים) יכולים להיות בכל צורה או גודל ויכולים להיות עשויים מכל חומר (כולל חומרים ביולוגיים כמו תאים חיים) בהתאם לדרישות העיצוב והתפקוד. ייתכן שאין להם צורה פיזית כמו במקרה של סירי או אלקסה . הרובוטים הם חפצים או מכונות שתוכננו באופן רציונלי, המציגות אוטונומיה ומבצעות משימות ספציפיות.
רובוטים ביולוגיים (או ביובוטים) משתמשים בתאים או ברקמות חיים כחומר ייצור. כמו כל הרובוטים, גם ביובוטים הם מכונות ניתנות לתכנות, מציגות אוטונומיה ומבצעות משימות ספציפיות. אלו הם סוג מיוחד של מבנים סינתטיים חיים פעילים ונעים.
הרקמות החיות כשלעצמן אינן רובוטים. הן חלקים של בעלי חיים. התאים החיים הופכים לרובוטים כאשר הם משתחררים מהאילוצים הרגילים ומתוכנתים לצורה ולתפקוד הרצויים על ידי שילוב ועיצוב מלאכותיים של התאים כדי להציג התנהגות ספציפית.
קסנובוטים היו הביובוטים הביולוגיים הראשונים שנוצרו במעבדה בשנת 2020 תוך שימוש בתאי ביצה מעוברים של מין צפרדע בשם Xenopus laevis (ומכאן השם קסנובוטים). זה היה האורגניזם המלאכותי החי הראשון, בעל יכולת תיקון עצמי ומשכפל את עצמו. התאים החיים שימשו כאבני בניין ששוחררו מהאילוצים הרגילים של שאר העובר כדי להוליד צורה חדשה של חיים מלאכותיים שהמורפולוגיה והתכונות שלהם "עוצבו" באופן מלאכותי. קסנובוט, אם כן, היה אורגניזם סינתטי חי. פיתוח הקסנובוטים הראה כי ניתן לתכנת תאים שמקורם בעובר דו-חי לצורה ולתפקוד הרצויים על ידי שחרור אילוצים טבעיים. עם זאת, לא היה ידוע האם ניתן ליצור ביובוטים מתאים שאינם דו-חיים או בוגרים.
מדענים דיווחו כעת על בנייה מוצלחת של ביו-בוטים באמצעות תאים בוגרים מרקמה אנושית שאינה עוברית , בעלי יכולות מעבר לקסנו-בוטים. ביו-בוט זה נקרא " אנתרובוטים " בשל מקורו האנושי.
מאחר שקסנובוטים נגזרו מתאים עובריים דו-חיים על ידי עיצוב תאים בנפרד, צוות המחקר החל בבדיקה האם היכולת להוליד ביו-בוטים מוגבלת לתאים דו-חיים אלה, או שגם תאים בוגרים אחרים שאינם דו-חיים ולא עובריים יכולים לייצר ביו-בוטים? יתר על כן, האם יש צורך לפסל את תאי הזרע בנפרד כדי לייצר ביו-בוטים, או שמא שכנוע של תאי זרע ראשוניים יכול להוביל גם לבנייה עצמית של ביו-בוטים? לשם כך, במקום רקמות עובריות, החוקרים השתמשו בתאים סומטיים בוגרים שמקורם באפיתל ריאה אנושי והצליחו לייצר מבנים חיים חדשים, רב-תאיים, בעלי בנייה עצמית ונעים, ללא פיסול ידני או שימוש במכונות חיצוניות המעניקות צורה. השיטה בה נעשה שימוש ניתנת להרחבה. נוצרו במקביל נחילים של ביו-בוטים, אשר נעו באמצעות הנעה מונעת על ידי ריסים וחיו 45-60 ימים. מעניין לציין, שגם נצפה שאנתרובוטים נעו על פני סדקים בשכבות חד-עצביות וגרמו לריפוי יעיל של פגמים במבחנה.
הסינתזה של אנתרובוטים משמעותית משום שהיא מדגימה שהגמישות של תאים ליצירת ביובוטים אינה מוגבלת לתאים עובריים או דו-חיים. היא הראתה שתאים סומטיים בוגרים של בני אדם, ללא כל שינוי גנטי, יכולים ליצור ביובוטים חדשים ללא כל מנגנון חיצוני ליצירת צורה.
אנתרובוטים הם שיפור לעומת הקסנובוטים והתקדמות בטכנולוגיה רלוונטית, בעלת השלכות משמעותיות על ייצור רקמות מורכבות לשימושים קליניים ברפואה רגנרטיבית . בעתיד, ייתכן שיהיה ניתן לייצר אנתרובוטים מותאמים אישית לכל מטופל ולפרוס אותם בגוף מבלי לגרום לתגובה חיסונית כלשהי.
***
הפניות:
- בלקיסטון ד. ואח' 2023. רובוטים ביולוגיים: פרספקטיבות על תחום בינתחומי מתהווה. רובוטיקה רכה. אוגוסט 2023. 674-686. DOI: https://doi.org/10.1089/soro.2022.0142
- גומושקאיה, ג. et al. 2023. בנייה עצמית של ביובוטים חיים מוטיבים ממבוגרים בן אנוש תאי זרעי אבות סומטיים. Advanced Science 2303575. פורסם: 30 בנובמבר 2023 DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202303575
- אוניברסיטת טאפטס 2023. חדשות - מדענים בונים רובוטים ביולוגיים זעירים מ בן אנוש תאים. https://now.tufts.edu/2023/11/30/scientists-build-tiny-biological-robots-human-cells
- אברהימחני מו.ר. ולווין מ', 2021. מכונות חיים סינתטיות: חלון חדש לחיים. פרספקטיבה של iScience. כרך 24, גיליון 5, 102505, 21 במאי 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102505
***
