Představte si lék, který pronikne přímo na místo určení, tedy na to, kde má léčit. Nebo biologickou baterii, vyrábějící elektrickou energii ze surovin, jež jsou běžně dostupné, třeba fotosyntézou. Nebo chemickou továrnu, jež bude vyrábět potřebné produkty bez přísunu energie. Anebo... Co všechno by ještě nové "robobuňky" mohly umět?
Cestu, která by k tomuto mohla vést, ukázal tým vědců z Imperial College v Londýně. Vědci pod vedením profesora Oscara Cese z katedry chemie vytvořili hybridní buňku. Zjednodušeně řečeno vzali živou buňku a vložili ji do syntetického obalu obdobně, jako byl ve slavném filmu stvořen RoboCop. Tato hybridní buňka se tak může stát základem mnoha systémů. Třeba i těch, které si zatím neumíme představit. Umělé buňky, které jsme zatím dokázali vytvořit, se sice dají poměrně snadno ovládat či lépe řečeno svým způsobem naprogramovat, aby dělaly to, co mají, ale nedovedou plnit složitější úkoly jako buňky biologické. Ty ovšem zase nedovedeme tak dobře ovládat a "zapouzdřit". Hybridní buňka tak představuje jakýsi most mezi oběma a mohla by plnit úkoly, které byly doposud nemožné.
Spojení živého a neživého
Umělé buněčné hybridy jsme už dříve dokázali připravit a využít například při léčbě onemocnění rakovinou, ale to byly vlastně výhradně určité proteiny v umělých buněčných obalech. Nyní jsme o úroveň výš. Vezmeme biologickou živou buňku (latinsky cellula) a vložíme ji do syntetického obalu, jakési membrány. To se řekne snadno, ale hůře udělá. Tým profesora Oscara Cese to provedl pomocí mikrokapalinové technologie.
K tomu, aby mohly hybridní buňky fungovat v reálu, jich budou vědci různých oborů potřebovat velké množství, a nelze je tedy produkovat „na koleni“.
Roztok obsahující biologické buňky promíchal s estery vyšších karboxylových kyselin (lipidy). Vznikly tak kapky roztoku buněk v lipidovém obalu či lépe řečeno membráně. Další proces pak z lipidové membrány vytvořil jakési pouzdro. Důležité v tomto případě je, že enkapsulovaná (bezobalová) živá buňka a její umělá membrána jsou chemicky i fyzikálně navzájem propojeny díky enzymatickým reakcím.
Na velikosti záleží
Velikost vzniklých buněk řídí takzvaná mikrofluidika. Ta umožňuje manipulaci velmi malých objemů roztoků (v řádu femtolitrů, což je biliardtina, tedy 10-15 litru) v mikroprostředí kanálků o rozměrech šířky lidského vlasu. Při použití například vody a oleje, které se nemíchají, je tak možné vytvářet kapky definované velikosti, které obsahují ony zmíněné biologické buňky a enzymy. Pak už je zbývá „jenom“ zapouzdřit…
Reklama
Tento systém je tedy ovladatelný a lze jím vytvořit různé velikosti umělých buněk reprodukovatelným způsobem. To je také podstatné. K tomu, aby mohly být tyto hybridní buňky v reálu, jich budou vědci různých oborů potřebovat velké množství, a nelze je tedy produkovat „na koleni“.
Zapojíme molekulární strojky?
Vyrobené buňky byly také testovány v toxickém prostředí, v němž by obyčejné biologické nepřežily. S úspěchem. To dává naději, že by terapeutické buňky mohly přežít například atak leukocytů při imunitní reakci organismu. V budoucnu by pak tedy molekulární strojky mohly nahradit různé části nebo i celé buňky. Postupnými inovacemi by se umělé buňky svou všestranností mohly přiblížit našim buňkám živým. S tím rozdílem, že "robobuňky" budeme moci ovládat. Spojení živých a neživých součástí tak, jako je představuje již zmíněný RoboCop, má nyní dále rozvíjet nové centrum fabriCELL, založené právě při Imperial King's College.
foto: Shutterstock, zdroj: Nature
