In den letzten Jahren haben Wissenschaftler so viele künstliche Organe geschaffen, dass man daraus einen ganzen künstlichen Organismus zusammensetzen kann. Dies ist natürlich ein Witz, und künstliche Organe werden für ganz andere Zwecke entwickelt. Insbesondere, um ihre Arbeit und Interaktion mit verschiedenen Substanzen besser untersuchen zu können. Wenn es jedoch bei „ganzen“ Organen mehr oder weniger klar ist, ist die Überwachung der Arbeit einzelner Zellen nicht so einfach. Dies ist hauptsächlich auf die Tatsache zurückzuführen, dass es schwierig ist, die Sensoren in den Zellen zu platzieren, ohne sie zu beschädigen. Harvard-Wissenschaftler haben jedoch herausgefunden, wie sie diese Einschränkung umgehen können: Zellen wachsen lassen, die bereits elektronische Komponenten enthalten.
Warum Cyborg-Zellen wachsen lassen?
Dies ist vor allem notwendig, um besser über die Entwicklung verschiedener Krankheiten zu lernen, wie sie die Organe beeinflussen und wie man sie besiegt. Darüber hinaus wird dieser Ansatz dazu beitragen, Medikamente viel besser zu testen und mehr über ihre Auswirkungen auf die zellulären und subzellulären Ebenen herauszufinden.
Denken Sie nicht, dass dies noch nie jemandem in den Sinn gekommen ist. Solche Versuche wurden schon früher gemacht. Die Miniaturversionen der Organe wurden sozusagen bereits in allen Details nachgebildet, nur alle Sensoren, die es ermöglichten, die Wechselwirkung des Organs mit der äußeren Umgebung zu untersuchen, wurden sozusagen „draußen“ angebracht, ohne in die Zellen einzudringen. Forscher der Harvard School haben jedoch einen Weg gefunden, Sensoren aus dem Prozess der Zellkeimbildung zu integrieren, sodass bei der Bildung der Zellen alle erforderlichen „Geräte“ „installiert“ werden.
Wie man Zellen mit Elektronik im Inneren erstellt
Der Prozess der Erstellung dieser Art von Zellen sieht tatsächlich viel einfacher aus, als es auf den ersten Blick scheinen mag. Für ihr Projekt verwendeten die Wissenschaftler flexible nanoelektronische Sensoren (jedoch reduziert), die in Form eines erweiterbaren Gitters hergestellt wurden. Solche Sensoren werden üblicherweise verwendet, um tragbare Elektronik zu erzeugen. Ferner wurden mehrere Schichten von Stammzellen auf diese Sensoren aufgebracht. Danach ... musste nur noch gewartet werden (es ist durchaus möglich, dass die Wissenschaftler die Zeit damit verbracht haben, interessante Nachrichten aus der Welt der Hochtechnologien zu lesen).
Während der Teilung wuchsen die Zellen allmählich um die Sensoren und bildeten Gewebe. Im Laufe der Zeit verwandelten sich Zellen in dreidimensionale organoide Strukturen, in denen sich elektronische Netzwerke befanden. Das Endergebnis waren Cyberkörper - Organe mit vollständig integrierten Sensoren.
„Ich denke, wenn wir eine Nanoelektronik entwickeln können, die so flexibel, dehnbar und weich ist, dass sie sich mit dem sich entwickelnden Gewebe ändern kann, können die eingebauten Sensoren die gesamte Aktivität des Entwicklungsprozesses messen“, sagt Jia Liu, Hauptautor der Studie. Das Endergebnis unserer Arbeit ist ein Stück Stoff mit einem nanoskaligen Gerät, das vollständig integriert und funktionsfähig ist.
In ihren Tests konnten die Forscher Stammzellen dazu bringen, zu Kardiomyozyten (Herzgewebezellen) zu mutieren, und dann mithilfe der eingebauten Sensoren die Zellaktivität 90 Tage lang überwachen und aufzeichnen.
Künstlich kann bei der Durchführung verschiedener Studien sehr nützlich sein. Es sei jedoch daran erinnert, dass sie diese Organe nicht zu 100% kopieren. Daher ist es zu früh, von künstlichen Organen mit eingebauten Sensoren zu träumen, die auf Menschen übertragen werden könnten.
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