Cercetatorii americani au reusit sa cultive in premiera mondiala, in laborator, celule umane care au in structurile lor senzori electronici integrati. Repararea corpului cu ajutorul unor celule cultivate in laborator reprezinta “ambitia” medicinei regenerative.
Terapiile celulare fac progrese mari, reusind in unele cazuri sa redea vederea unor pacienti sau sa elimine procesul de respingere a grefelor. Productia de tesuturi artificiale reprezinta deja o realitate, insa o echipa de cercetatori americani a mers si mai departe, creand primele tesuturi umane in care au fost integrate minicabluri electrice. Odata cu aparitia acestor “tesuturi cyborg” (referire la denumirea robotilor umanoizi din filmele si literatura SF), oamenii de stiinta considera ca s-a deschis calea spre obtinerea unor senzori biologici din ce in ce mai sofisticati.
Pentru a crea aceste tesuturi 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 si colegii lor au integrat fire minuscule de siliciu (cu diametre de aproape 80 de nanometri) intr-un fel de burete asemanator vatei pe bat, fabricat din molecule organice (precum colagenul). Oamenii de stiinta au grefat apoi pe aceasta armatura celule musculare si cardiace, dar si neuroni de soareci. Pentru prima data in istorie, un tesut hibrid, jumatate celular jumatate electronic, a fost creat astfel in 3D.
O structura in cele trei dimensiuni (aliajele actuale de celule si componente electronice exista doar in doua dimensiuni) ofera “o mai buna imagine asupra comportamentului celular”, explica Bozhi Tian, unul dintre creatorii acestei tehnici, descrisa in revista Nature Materials. In plus, nanosenzorii din siliciu sunt supli, biocompatibili, netoxici si nu impiedica cresterea tesuturilor. “Structura ramane intacta si chiar joaca un rol activ”, a adaugat Daniel Kohane. Numerosi senzori pot fi intr-adevar asociati acelor nanocabluri, iar oamenii de stiinta au putut sa masoare de exemplu bataile celulelor cardiace.
Cu ajutorul unor celule umane de aceasta data, cercetatorii au creat si un vas sangvin lung de 1,5 centimetri cu senzori integrati care supravegheaza echilibrul aciditatii din sange (un exces de acid se afla la originea comei diabetice). Analiza acestor semnale din organism ar reprezenta un aport major pentru studierea fenomenelor inflamatorii si canceroase. Noua tehnologie ar reprezenta in acelasi timp si o “revolutie” pentru tratamentele aplicate in tulburarile ritmului cardiac, prin fabricarea unor defibrilatoare biocompatibile “integrate de-a lungul nanosenzorilor”, afirma medicul Kohane.
Laboratoarele farmaceutice ar putea sa adopte aceste biomateriale inovatoare pentru a-si testa medicamentele, intrucat tesuturile vii cu nanosenzori incorporati vor putea sa reproduca partial metabolismul organismului. Charles Lieber, un pionier in domeniul nanotehnologiilor, a infiintat de altfel o companie (Vista Therapeutics) care comercializeaza un nanosenzor capabil sa detecteze, pe baza unei singure picaturi de sange, markeri biologici precum PSA, folosit pentru monitorizarea prostatei (care necesita in mod normal o prelevare de sange, iar rezultatele sunt disponibile dupa 72 de ore).
Urmatoarea etapa va fi “de a racorda tesuturile si de a comunica cu ele”, asa cum fac organismele vii, spune Charles Lieber. Pentru moment, savantii americani pot doar sa primeasca semnalele inregistrate de acele nanocabluri. Insa, dupa ce vor putea sa “coordoneze prin telecomanda” aceste circuite integrate biologice, de exemplu pentru a elibera in corp medicamente ultradirectionate, va mai fi doar un pas pana la fabricarea de nanoroboti medicali.
