בקיצור נמרץ: חוקרים יצרו עוד רובוטים זעירים, שבעתיד עשויים לסייע בריפוי פצעים, שיקום רקמות ואפילו בטיפול במחלות. החידוש המעניין הוא שהרובוטים עשויים מתאים אנושיים, שהתחברו ביחד מעצמם (עם דרבון קל) ופיתחו אמצעים להנעה עצמית
לפני שנתיים החליטו כמה מדענים לעשות את הבלתי-יאומן, או לפחות את המוזר-מאד. הם לקחו עוברי צפרדעים ופירקו אותם לתאיהם הבודדים. לאחר מכן הם עמלו בפרך עם הפינצטה העדינה ביותר שמצאו כדי להצמיד את התאים מחדש זה לזה בתבנית שהומלצה להם מצד בינה מלאכותית מתקדמת. כאשר תאי הצפרדע חוברו מחדש ביחד בצורה הזו, הם יצרו ביחד רובוט קטנטן – בגודל של פחות מנקודה על הדף – שזכה לשם ‘קסנובוט’. למה קסנובוט? על בסיס שמה המדעי של הצפרדע – xenopus, קסנופוס בעברית.
הקסנובוטים לא זכו לשווא בתואר ‘רובוט’. הם הצליחו לבצע מטלות מרשימות בצלחת הפטרי: הם הסתובבו מעצמם בתמיסה ומצאו את דרכם בנתיבים לא-מוכרים. הם יכלו לרפא את עצמם לאחר פציעה, לאסוף ולשאת תאים אחרים מהסביבה, ואפילו לשכפל את עצמם במשך מספר דורות.
זו הייתה הצלחה מרשימה בזמנו, ועוד כאשר כתבתי על הנושא באותו הזמן, התנבאתי שאותם קסנובוטים עשויים עוד לבצע טיפולים בתוך הגוף האנושי. למשל, לאתר תאי סרטן בזרם הדם ולהשמידם. הבעיה היא שאף אחד לא רוצה רובוטים המורכבים מתאי צפרדעים בתוך הגוף. לאו דווקא בגלל אלמנט הגועל, אלא מכיוון שתאים כאלו עלולים לגרור תגובה חיסונית חריפה מצד הגוף. מסיבה זו עדיף היה להשתמש בתאים אנושיים כדי לבנות את הקסנובוטים. אבל האם אפשר בכלל לעשות זאת? או שאולי רק תאי צפרדע מסוגלים להתחבר מחדש לצורות חדשות שהטבע לא חלם עליהן?
והנה, בסוף 2023 הוכיחו לנו החוקרים המקוריים שאפשר לבצע את אותו הדבר – בערך – גם מתאים אנושיים. ובניגוד לתאי הצפרדע, שהגיעו מעוברי צפרדעים, הפעם מדובר בתאים בוגרים שנמצאים בגופו של כל אחד מאיתנו. מסתבר שגם אלו יכולים להתחבר מחדש ולהרכיב רובוטים. אבל איך נקרא להם? הרי לא מדובר בתאי צפרדע!
על כן זכו הרובוטים החדשים בשם אנתרובוטים, מהמילה “אנתרו” (אנושי) ובוטים (לא בטוויטר).
איך נולד אנתרובוט
כל אנתרובוט התחיל את חייו כתא יחיד, המגיע מתורם אנושי בוגר. התאים נאספים מפני-השטח של קנה הנשימה, ומכוסים בשיערות דקיקות המכונות סיליה שמנופפות קדימה ואחורה. תפקידן המקורי של השיערות בקנה הנשימה הוא לדחוף החוצה חלקיקים זעירים שמוצאים את דרכם לדרכי הנשימה ולריאות. כאשר התאים גודלו במעבדה, הם התאגדו ביחד באופן ספונטני לכדורון קטנטן שמורכב מתאים רבים.
החוקרים מצאו תנאי גידול מסוימים שגרמו לסיליה – לשיערות – לצמוח על פני-השטח של הכדורונים. השיערות מצליפות מסביבן כמו משוטים זעירים, ומניעות את הכדורונים בתמיסה. זאת, כמובן, בניגוד מוחלט לתפקידן המקורי בגוף. הן מעולם לא נועדו לשמש להנעה! אבל לאנתרובוטים זה לא משנה. הסיליה עושות את העבודה מספיק טוב כדי שהם יוכלו לנוע בצלחת הפטרי. כדברי הפסוק המפורסם – “הטבע מוצא פתרונות”. מה שעובד, עובד.
נכון לכרגע, נראה שהכדורונים מתפתחים בכמה דרכים שונות. חלקם כדוריים ומכוסים בסיליה סביב-סביב. אלו, באופן הגיוני, לא מתקדמים יותר מדי. השיערות דוחפות בכל הכיוונים במידה שווה, ולכן האנתרובוטים הכדוריים מסתפקים בעיקר ברטיטות מצד-לצד. אנתרובוטים אחרים מגיעים בצורה אליפטית ופחות סימטרית, עם סיליה שצומחות רק באזורים מסוימים. אלו נוטים לנוע בדרכים מעניינות יותר: בקווים ישרים, בעיגולים ובקשתות. כל הסוגים שרדו לכל היותר שישים ימים, לפני שהתפרקו והתכלו.
לפני שנמשיך, חשוב להבהיר מה האנתרובוטים אינם יכולים לעשות כרגע. הם לא יכולים לחוש את סביבתם בצורה מדויקת. הם אפילו לא יכולים לבצע פעולות מורכבות כמו הקסנובוטים. אבל זה לא מפתיע. מדובר בפעם הראשונה שאנתרובוטים כאלו נבנו מתאים אנושיים, ואם יש משהו שלמדנו מהקסנובוטים המקוריים, הרי זה שאם נוסיף לאנתרובוטים עוד סוגי תאים בדרכים הנכונות – הם ירכשו גם יכולות חדשות.
כך שכן, אני מודה שהאנתרובוטים לא נשמעים מרשימים יותר מדי נכון לרגע זה, אבל העקרון הוא שחשוב. לכן אחזור שוב לרגע על גודל המעשה: תאים אנושיים בוגרים, שישבו במשך עשרות שנים בקנה הנשימה של פלוני אלמוני, קיבלו מהחוקרים הזדמנות לפרוש מהגוף, להתרבות ולהתחבר מחדש בדרכים ייחודיות ויצירתיות. אולי לא מפתיע שגיזם גומוסאקיה, החוקרת הראשית, היא בכלל ארכיטקטית במקור, במיוחד כששומעים אותה מדברת על הרובוטים החדשים –
“באמצעות תכנות מחדש של האינטראקציות בין התאים, אפשר ליצור מבנים רב-תאיים חדשים, בדומה לדרך בה אבן ולבנים יכולות להיות מאורגנות לאלמנטים מבניים שונים כמו קירות, קשתות ועמודים.”
בקיצור, מדובר בסוג חדש של לגו: לגו ביולוגי, בו התאים מהווים את האבנים השונות. במחקר הזה השתמשו בסוג אחד בלבד של אבני לגו, והתוצאות בהתאם. במחקרים ובפיתוחים הבאים – השמים יהיו הגבול.
המרפאים הקטנים
אחת התקוות היא להשתמש באנתרובוטים בסופו של דבר כדי לרפא את הגוף מבפנים. מכיוון שכך, החוקרים יצרו סביבה מיוחדת כדי לבחון האם הרובוטים יכולים לסייע לפצעים להחלים. הם גידלו שכבה של תאי-עצב על צלחת פטרי, עד ששלוחותיהם מילאו את הצלחת כולה והשתלבו וחבקו זו את זו, כמו צמרת של יער גדול. או, במילים אחרות, כמו רקמה צפופה.
אז הגיעה שעת ההרס. החוקרים גירדו את המשטח עם מקלון ממתכת כדי לפצוע את התאים ולהשאיר שובל חשוף ברקמה. אחרי שיצרו את ‘הפצע’ הזה, הם הזריקו את האנתרובוטים ישירות לאותו אזור פתוח שבין תאי העצב ונתנו להם לשבת שם ולעשות… כלום. לפחות עד כמה שאנחנו יודעים. הם אפילו לא התקדמו יותר מדי. כמו שאמרתי – אלו עדיין לא הרובוטים המתקדמים ביותר בעולם.
היינו מצפים שהאנתרובוטים לא ישפיעו לטובה או לרעה על דרך הגדילה של תאי העצב. אחרי הכל, התפקיד המקורי של התאים האלו בגוף אינו לרפא רקמות. אלא שבאופן מפתיע, האנתרובוטים גרמו לתאי העצב לגשר על הפצע במהירות. תאי העצב נמשכו אל האנתרובוטים, התרבו ומילאו את האזור הפגוע.
מה קרה באזורים שהאנתרובוטים לא נכחו בהם? לשם גם תאי העצב לא הסכימו להגיע. הפצע נותר פתוח ופעור ברקמה.
אלו תוצאות מרגשות… בזהירות. הן מרמזות שנוכל להשתמש בצאצאיהם הרחוקים-רחוקים-רחוקים של האנתרובוטים, מהסוג שיפותחו בעשורים הקרובים, כדי לגשר על פציעות בחוט השדרה. אולי האנתרובוטים של העתיד יעניקו סיכוי לחיים טובים יותר לאנשים שסובלים משיתוק בעקבות פגיעה בחוט השדרה. נכון להיום מדובר רק בניסוי בצלחת הפטרי. אבל הפוטנציאל ברור כבר היום.
“המבנים התאיים שהרכבנו במעבדה מפגינים יכולות שמתעלות על אלו שהם ניחנים בהם בגוף,” אמר מנהל המחקר, פרופסור מייקל לווין מאוניברסיטת טפטס ומהרווארד. “זה מרתק ולגמרי לא-צפוי שתאים רגילים מקנה הנשימה של חולה, שהדנ”א שלהם לא עבר עריכה מחדש, יכולים לנוע בעצמם ולעודד גדילת נוירונים באיזורים שניזוקו. אנחנו בוחנים עכשיו כיצד פועל מנגנון הריפוי, ושואלים מה עוד יכולים הרובוטים האלו לעשות.”
גם לווין מבין שמחקר אחד בצלחת פטרי (מעניין ככל שיהיה) בוודאי שאינו אומר שתהיה לאנתרובוטים השפעה דומה גם בתוך הגוף. אבל אנחנו יודעים כבר שיש תאים שמסתובבים בגוף ועוזרים לנו לרפא פצעים ולהילחם בזיהומים: טסיות הדם, למשל, או תאי הדם הלבנים. אין סיבה לחשוב שהאנתרובוטים לא יוכלו להגיע להישגים דומים במוקדם או במאוחר, ככל שנתקדם בכישורי הרכבת הלגו הביולוגי.
העתיד המבטיח של האנתרובוטים
איך יכול להיראות עולם בו אנתרובוטים מממשים את מלוא הפוטנציאל שלהם?
בעולם כזה אוכל לתרום את תאי גופי בכמויות מזעריות: לא צריך יותר ממשטח גרון, או מדגימת דם של כמה מילי-ליטרים. אותם תאים יגודלו במעבדה בקפידה ובאהבה על-ידי רובו-חוקרים, ויחוברו מחדש לצורות שיוכלו לבצע מטלות ספציפיות בגוף. כל תהליך הגידול ייקח כמה שבועות בסך הכל, ובסופו אוכל לבוא לרופא ולקבל בזריקה מנה גדושה של אנתרובוטים.
מה יעשו האנתרובוטים בגופי? זה כבר תלוי בדרך בה יהונדסו. חלקם יהונדסו כך שיוכלו להסתובב בעורקים המרכזיים ולנקות אותם היטב כדי למנוע התקפי לב. אחרים ישנעו סידן לעצמותיהם של קשישים כדי למנוע אוסטאופורוזיס. סוג שלישי יסתובבו ברקמות הגוף עצמן ויחפשו תאים סרטניים, או שיתמקדו ישירות על גידולים אותם יוכלו להרוג. ואם חלילה נפצעתי בגבי ולקיתי בשיתוק, הרי שאנתרובוטים ייעודיים יוכלו להגר ולהתיישב בחלל שבין שלוחות תאי העצב, ולעודד אותן להתחבר מחדש. לאחר שיסיימו את תפקידם, יתפרקו האנתרובוטים וייספגו בגוף מבלי שיגרמו לנזק.
ואלו רק כמה מהיכולות הברורות ביותר – אלו שמובן מאליו שנחשוק בהן – שהאתנרובוטים עשויים להתהדר בהן באותו עתיד.
אבל אלו עוד יכולות עשויים האנתרובוטים לפתח?
העתיד הפחות-מבטיח של האנתרובוטים
כשאנחנו חושבים על ההזדמנויות הגדולות שהעתיד פותח עבורנו, חשוב לשפוך אור גם על הסיכונים. כן, האנתרובוטים יוכלו ביום-מן-הימים לרפא את הגוף, אבל מה עוד הם יוכלו לעשות בו?
קודם כל, צריך להבהיר את כל מה שאנחנו לא יודעים עדיין – וזה הרבה. איננו יודעים, למשל, אם התאים שמהם מורכבים הרובוטים לא עלולים לפתח מוטציות מזיקות, במיוחד כאשר יוזרקו לתוך הגוף. למה שיפתחו מוטציות כאלו? תשובה טובה יותר היא – למה לא. גם התאים האנושיים הבוגרים ביותר עלולים, במקרים נדירים, לפתח מוטציות ולצאת משליטה. על אחת כמה וכמה הדבר נכון עבור תאים שמנותקים ממקום גדילתם הרגיל ונאלצים להתחבר מחדש עם תאים אחרים בדרכים שונות ומשונות. זעזועים מהסוג הזה עלולים לגרום לתאים להגיב בדרכים שאיננו מודעים להן עדיין. זהו סיכון שנצטרך להבין ולהיערך אליו באמצעות ניסויי מעבדה וניסויים קליניים.
אפילו אם האנתרובוטים יפעלו בדיוק כפי שנורה להם ולא יצאו משליטה, הם עלולים להוות נשק ביולוגי מצוין, במיוחד אם נצליח להעניק להם את היכולת להתרבות מעצמם. זה לא מדע בדיוני: הקסנובוטים המקוריים של הצפרדעים הראו שהם אכן יכולים להשתכפל. הם אספו תאי צפרדע מהתמיסה בה גדלו, וחיברו אותם מחדש כדי ליצור שכפולים של עצמם במשך כמה דורות. נכון, הם עשו זאת רק מכיוון שתוכננו לכך בקפידה, כך שאין סיבה מיידית לחשוב שהאנתרובוטים הפשוטים יוכלו להשתכפל. אבל בעתיד, כאמור, הם לא יהיו פשוטים. ואם נורה להם להתרבות – הם כנראה יוכלו לעשות זאת.
איך עכשיו נשמע לכם צבא של רובוטים, שגודל כל אחד מהם אינו עולה על זה של חוד סיכה, והם מסוגלים לפלוש לגוף, להתרבות ולהילחם בכל מערכות ההגנה שלו בהצלחה? זה כבר עתיד פחות-מזהיר. אבל גם הוא נפתח לפנינו בימים אלו.
הייתי רוצה לומר שאני מקווה שהמין האנושי לא ישתמש בכישורי ההנדסה המתקדמים שלו כדי לפתח כלי-נשק חדשים. אבל מדובר במין האנושי, כך שברור שנעשה גם את זה. ובמקביל, ברור שגם נפתח אמצעי הגנה מתקדמים נגד כלי-הנשק הביולוגיים הללו.
נקווה, לפחות, שלעולם לא ייעשה שימוש נרחב באמצעי לחימה מהסוג הזה. נקווה שהמין האנושי יידע להשתמש באנתרובוטים של העתיד יותר כדי לרפא, ופחות כדי להרוג. עתיד בו תאי גופנו ישמשו כדי לעזור לכולנו – ולא לפתוח במהפכות כנגדנו.
מקור: הודעה לעיתונות מאוניברסיטת טאפטס
עוד בנושא באתר הידען:
