Cercetătorii americani au reușit să cultive în premieră mondială, în laborator, celule umane care au în structurile lor senzori electronici integrați.
Repararea corpului cu ajutorul unor celule cultivate în laborator reprezintă ambiția medicinei regenerative. Terapiile celulare fac progrese mari, reușind în unele cazuri să redea vederea unor pacienți sau să elimine procesul de respingere a grefelor.
Producția de țesuturi artificiale reprezintă deja o realitate, însă o echipă de cercetători americani a mers și mai departe, creând primele țesuturi umane în care au fost integrate minicabluri electrice. Odată cu apariția acestor „țesuturi cyborg” (referire la denumirea roboților umanoizi din filmele și literatura SF), oamenii de știință consideră că s-a deschis calea spre obținerea unor senzori biologici din ce în ce mai sofisticați, informează lefigaro.fr.
Pentru a crea aceste țesuturi 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 și colegii lor au integrat fire minuscule de siliciu (cu diametre de aproape 80 de nanometri) într-un fel de burete asemănător vatei pe băț, fabricat din molecule organice (precum colagenul). Oamenii de știință au grefat apoi pe această armătură celule musculare și cardiace, dar și neuroni de șoareci. Pentru prima dată în istorie, un țesut hibrid, jumătate celular jumătate electronic, a fost creat astfel în 3D.
O structură în cele trei dimensiuni (aliajele actuale de celule și 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 și nu împiedică creșterea țesuturilor.
Cercetătorii au creat un vas sangvin
Cu ajutorul unor celule umane de această dată, cercetătorii au creat și un vas sangvin lung de 1,5 centimetri cu senzori integrați care supraveghează echilibrul acidității 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 și canceroase.
Noua tehnologie ar reprezenta în același timp și o „revoluție” pentru tratamentele aplicate în tulburările ritmului cardiac, prin fabricarea unor defibrilatoare biocompatibile „integrate de-a lungul nanosenzorilor”, afirmă medicul Kohane.
Laboratoarele farmaceutice ar putea să adopte aceste biomateriale inovatoare pentru a-și testa medicamentele, întrucât țesuturile vii cu nanosenzori încorporați vor putea să reproducă parțial metabolismul organismului. Charles Lieber, un pionier în domeniul nanotehnologiilor, a înființat 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 țesuturile și de a comunica cu ele”, așa cum fac organismele vii, spune Charles Lieber. Pentru moment, savanții 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 ultradirecționate, va mai fi doar un pas până la fabricarea de nanoroboți medicali.
