Bioroboty - przyszłość medycyny

Naukowcy z Uniwersytetu Nottingham w Wielkiej Brytanii wyznaczyli sobie bardzo ambitne zadanie. Planują uzyskać w warunkach laboratoryjnych komórkę funkcjonującą na zasadach podobnych do komputerowego systemu operacyjnego. Komórka-robot ma wykonywać polecenia uczonych nie tylko jako pojedynczy organizm, ale również w większej zbiorowości współpracujących ze sobą biorobotów.

Sukces tego projektu może okazać się rewolucyjny z punktu widzenia biologii syntetycznej, której rozwój w ciągu ostatnich kilku lat gwałtownie przyśpieszył. Zaledwie półtora roku temu zespół uczonych pod kierownictwem ekscentrycznego biochemika Craiga Ventera uzyskał całkowicie syntetyczny genom (całkowity DNA żywego organizmu), który umieszczony został w żywej komórce. Dzięki temu zabiegowi syntetyczne DNA przejęło całkowitą kontrolę nad komórką bakteryjną, do tego stopnia, że doszło do przemiany jednego gatunku bakterii w drugi. Odkrycie to okrzyknięto krokiem milowym inżynierii genetycznej. Venter stwierdził wtedy, że ludzkość znajduje się o krok od stworzenia sztucznego życia.

Tymczasem deklaracje naukowców z Uniwersytetu Nottingham zapowiadają jeszcze bardziej zaskakujące odkrycia.

Profesor Natalio Krasnogor zaangażowany w projekt wyjaśnia, że wraz z innymi uczonymi planują stworzyć komórkowy odpowiednik systemu operacyjnego czyli taki mikroorganizm, który będzie można bezproblemowo zaprogramować do wykonywania konkretnych zadań bez konieczności zastosowania za każdym razem skomplikowanej i czasochłonnej techniki laboratoryjnej. Cel jest bardzo ambitny, a korzyści z uzyskania takich komórek nie da się przecenić. Nowe, programowalne organizmy znajdą zastosowanie w tworzeniu nowoczesnych źródeł żywności, ochronie środowiska, przyczynią się do rozwoju medycyny, ale przede wszystkim ułatwią opracowywanie leków indywidualnie dostosowanych do profilów genetycznych i metabolicznych pacjentów.

Wydaje się, że zastosowania takich minirobotów ograniczone mogą być tylko wyobraźnią człowieka. Tego typu organizmy umieszczone na stałe w krwiobiegu człowieka mogą funkcjonować jak strażnicy, którzy na jeden sygnał będą podejmować walkę z określonym typem nowotworu lub w przypadku urazu mogą pomagać organizmowi w odbudowie uszkodzonych tkanek. Być może niektóre zabiegi chirurgiczne będzie można odłożyć do lamusa ponieważ mikroskopijne bioroboty będą naprawiały nasz organizm w czasie rzeczywistym, a sygnałem do ich aktywacji może być zwiększone stężenie jakiejś substancji w krwiobiegu chorego.

Ten niezwykle ambitny interdyscyplinarny projekt naukowców z Wielkiej Brytanii realizowany będzie we współpracy informatyków, biologów i chemików z wielu krajów świata, w tym m.in. USA, Hiszpanii i Izraela. Projekt ten nosi nazwę "AUdACiOuS" (ang. Towards a Biological Cell Operating System). Naukowcy rozpoczną pracę od znanej bakterii - pałeczki okrężnicy (łac. Escherichia coli), która ostatnimi czasy okryła się złą sławą w związku z zachorowaniami odnotowanymi w Niemczech. Jednakże szczepy wykorzystywane w laboratoriach nie mają z tym faktem nic wspólnego. Pałeczka okrężnicy często wykorzystywana jest w biotechnologii jako organizm modelowy. Na temat tej bakterii opublikowano tak wiele informacji, że zaprogramowanie jej, w porównaniu z innymi gatunkami, może okazać okazać się łatwiejsze. Nadal jednak jest to zadanie bardzo trudne i wymagające zastosowania najnowszych zdobyczy biologii syntetycznej i inżynierii genetycznej.

Adam Kuzdraliński
redaktor naczelny e-biotechnologia.pl