ה-xenobot חזוי להיות כלי רב ערך ברפואה ובתחומים אחרים. הוא צפוי לא רק לעזור בטיפול בסרטן אלא לשמור על ניקיון גופי המים.
אי פעם דמיינתם עולם שבו נוכל לנצל את הכוח של תא חי כדי לבצע פונקציות מסוימות? בדיוק כמו שיש לנו רובוטים שעוזרים בכמה היבטים של חיינו, כמה מדענים באוניברסיטאות בארה"ב המציאו רובוט חי המכונה xenobot.
ה-xenobot נחזה להיות כלי רב ערך ברפואה ובתחומים אחרים. בשנים הבאות, זה לא רק יעזור בטיפול בסרטן, אלא יעזור לשמור על גופי המים נקיים.
אבל למרות זאת, היו כמה מחלוקות בשאלה האם הקסנובוט צריך להיות חלק מהעתיד שלנו או לא. מאמר זה מכיל את כל מה שתרצו לדעת על מכונת חיה זו.
מה זה Xenobot ? ה-Xenobot הוא יצור דמוי רובוט שנוצר מתאי חיים. בניגוד לרובוטים המכונות הסינתטיים שהכרנו בעבר, הקסנובוט מיוצר באמצעות כמה פרוצדורות ביוטכנולוגיה ועם תאים אורגניים. לכן ידוע שהוא הרובוט החי הראשון שניתן לתכנות שנבנה בתרומה הפעילה של בינה מלאכותית וביולוגיה. ה-xenobot הוא לא הרובוט המסורתי הרגיל שלנו וגם לא צמח או בעל חיים, אבל הוא מיקרואורגניזם זעיר שניתן לתכנת ולהגדיר לבצע משימה מסוימת או לבצע פונקציה. ככלל, ידוע שהקסנובוט באורך 1 מ"מ או פחות, והוא עשוי מתאי גזע של צפרדע אפריקאית (Xenopus laevis) המהווה את הבסיס שממנו נגזר שמו. הקסנובוט נע בכיוון ליניארי ועגול, והוא יכול להתקבץ יחד כדי לנוע באותה תבנית או כיוון.
כיצד נוצר ה-Xenobot? לאחר מספר שנים של פיתוח ברובוטיקה, ביוטכנולוגיה וביולוגיה סינתטית, מדענים היו מודאגים לגבי האופן שבו יוכלו לפתח תאים חיים שיוכלו לבצע משימה מסוימת. זה הוביל אז כמה חוקרים באוניברסיטת טאפט ובאוניברסיטת ורמונט לחקור את מה שאנו מכנים כיום הקסנובוט. בעשותם זאת, הם אספו כמה תאי גזע מעובר של צפרדע אפריקאית עם טפרים. לאחר מכן התמיינו התאים לתאי עור ותאי לב. תאי העור היו אמורים לספק מבנה לביו-רובוט בעוד שתאי הלב נרגעים ומתכווצים כדי לסייע לתנועה. כל הרעיון של מחקר זה היה לתמרן וליצור תאים חיים המסוגלים לבצע תפקיד ספציפי ובעלי יכולת קטר.
כדי ליצור את ה-xenobot, תוכנת מחשב-על עם אלגוריתם אבולוציוני במטרה שהוא ייצר עיצובים שונים של תצורת תאים. לאחר מכן, החוקרים היו צריכים לבדוק את העיצובים הללו כדי לבדוק מי מהם יתאים למטרה שלשמה הם נוצרו. וכך, נעשה שימוש במחשב העל כדי לזהות את עיצובי התא שמסוגלים לנוע לעבר אובייקט וכאלה שלא. בעזרת זה, החוקרים הצליחו לגלות עיצובים וירטואליים שיכולים לנוע ולבצע כמה פונקציות.
אבל זה לא היה הכל, החוקר היה צריך לשכפל את ההליך הוירטואלי באופן ידני. וכך התקבלו תאי עור ותאי לב של צפרדעים וחוברו יחד באמצעות כלים מיקרו-כירורגיים ובעקבות העיצובים שהצליחו למעשה. בעזרת שימוש במלקחיים זעירים ואלקטרודות, החוקרים חיברו אלפי תאים אחד אחרי השני מתחת למיקרוסקופ. למרות שזה לא היה תהליך פשוט, העובדה שלתאים יש יכולת אינהרנטית להיצמד זה לזה הפכה את כל ההליך לחלק יותר. לאחר שסיימו את כל ההליך, חוקרים אלו הצליחו לבנות קסנובוט המסוגל לנוע בכיוון ובמעגלים. בהתחלה, xenobot יכול לחיות רק שבעה עד עשרה ימים, אבל עם יותר התקדמות ומחקר על ידי מדענים, הוא מסוגל כעת לרפא את עצמם ולחיות במשך זמן רב.
יישומים פוטנציאליים של Xenobots במאמרם המקורי משנת 2019 , המדענים הציגו את תקוותם שניתן לתכנת קסנובוטים ליום אחד לבצע פונקציות שימושיות. לדברי החוקרים, "ההתקדמות בלמידת מכונה, הדמיית גוף רכה והדפסה ביולוגית עשויות להרחיב את היישומים הפוטנציאליים שאליהם היא עשויה להופיע בעתיד. היישומים עשויים להיות רבים, לאור הקלות של ביטוי חלבונים חדשים ומסלולי ביולוגיה סינתטיים ומעגלים חישוביים בתאי קסנופוס."
בהתחשב בחוסר הרעילות שלהם ובתוחלת החיים המגבילה את עצמם, הם יכולים לשמש כלי חדש למתן תרופות אינטליגנטיות (28) או ניתוחים פנימיים (29). אם מצוידים לבטא מעגלי איתות וחלבונים עבור פונקציות אנזימטיות, תחושתיות (קולטן) ומכניות, הם יכולים לחפש ולעכל תוצרי פסולת רעילים, או לזהות מולקולות מעניינות בסביבות שאינן נגישות פיזית לרובוטים.
אם מצוידים במערכות רבייה (על ידי ניצול מנגנוני התחדשות אנדוגניים כמו המתרחש בביקוע מישורי), הם עשויים להיות מסוגלים לעשות זאת בקנה מידה. במסגרות ביו-רפואיות, אפשר לדמיין ביובוטים כאלה (העשויים מתאי המטופל עצמו) מסירים רובד מדפנות העורקים, מזהים סרטן או מתיישבים כדי להבדיל או לשלוט באירועים במקומות של מחלה. תכונת בטיחות מועילה של מבנים כאלה היא שבהיעדר הנדסה מטבולית ספציפית, יש להם תוחלת חיים מוגבלת באופן טבעי.
נלחם נגד סרטן, מחלות לב ומחלות אחרות
Xenobots יכול להיות יום אחד כלי שימושי מאוד במאבק בסרטן. בעתיד, אולי "ביובוטים" עשויים מתאי המטופל עצמו יכולים להיות מתוכננים כדי לחפש ולהרוס תאים סרטניים או לספק אימונותרפיה ממוקדת ישירות לתאים הפגועים.
שימוש בבוטים העשויים מתאי המטופל עצמו יפחית או מבטל את הסיכויים לדחייה או לסיבוכים אחרים.
ביובוטים כאלה יכולים לשמש גם כדי להסיר רובד מדפנות העורקים או להבדיל או לשלוט באירועי תפקוד תאים כדי לחסל סוגים מסוימים של מחלות. מאפיין בטיחות אחד של ביובוטים כאלה יהיה ש"בהיעדר הנדסה מטבולית ספציפית, יש להם תוחלת חיים מוגבלת באופן טבעי".
מלבד הטיפול בסרטן ובמחלות לב, מדענים טענו גם שקסנובוט יוכל יום אחד גם לספק תרופה לאזור מסוים בגוף או לעזור להילחם במחלות המשפיעות על חלקי גוף חיוניים. זה יתאפשר במיוחד בגלל האופי הזעיר של הקסנובוט שמקל עליהם להגיע לכל חלק בגוף.
טיהור מקווי מים
הפעילויות התעשייתיות הרבות בעולמנו כיום הביאו לשחרור של פסולת כימית מזיקה ומיקרופלסטיק כמעט לכל גוף מים על פני כדור הארץ. בעוד שחלק מחומרי הפסולת הללו ניתנים לפינוי באמצעים מכניים או אחרים, כמעט בלתי אפשרי לסלק סוגים רבים של זיהום. אחד כזה שלא ניתן להסיר בקלות הוא המיקרו-פלסטיק הקיים בכל מערכת מים על פני כדור הארץ.
החוקרים מציעים ש-Xenobots יוכלו להיות מתוכנתים יום אחד "לחפש ולעכל רעילים או פסולת ומיקרופלסטיק, או לזהות מולקולות מעניינות בסביבות שאינן נגישות פיזית לרובוטים". ניתן גם לנצל את יכולתם של הבוטים לשכפל כדי לאפשר להם לבצע פונקציה זו בקנה מידה. לזהות ולנקות את החומר הגרעיני המזיק בנוסף, הוצע ש-xenobot יוכל גם לזהות יסודות רדיואקטיביים מזיקים בסביבה. ומלבד זאת, היא תוכל להיפטר או לנקות חומרים גרעיניים ממקומות שבהם הם לא רצויים.
שיקולים אתיים סביב השימוש בקסנובוטים Xenobots יכול בהחלט להיות כלי רב ערך בעתיד. עם זאת, ישנן גם מספר סוגיות אתיות סביב השימוש ברובוטים חיים המדאיגים ביו-אתיקה. כפי שניטה פרהאני, פרופסור למשפטים ופילוסופיה מאוניברסיטת דיוק, אמרה למגזין Smithsonian,
"בכל פעם שאנו מנסים לרתום את החיים... [עלינו] להכיר בפוטנציאל שלהם ללכת ממש גרוע." אחרי הכל, שינוי מערכות מורכבות כמו תאים יכול להוביל לתוצאות לא מכוונות.
החששות כוללים: ● נטען ש-xenobots עלולים להתחיל להתקלקל או לפתח "תכנות" חדש ואולי אף להתפתח לצורות חיים מורכבות יותר. לכן, צריכות להיות הנחיות למנוע זאת, במידת האפשר. ● מכיוון ש-xenobots יכולים לשמש גם להחדרת תרופות מצילות חיים לגוף האדם, ניתן גם לתמרן אותם כדי להעביר חומרים מזיקים לגוף, כגון סמים מזיקים או רעלים. ● היו גם ויכוחים הקשורים ליצירת אורגניזמים מתאי גזע אנושיים - אותם ניתן לקצור מעוברים אנושיים. הנחיות לגבי קצירת תאי גזע יכולות למנוע זאת. למעשה, יתכן ויגיע זמן שבו לכל אחד יש תאי גזע שנאספו בלידה מחבל הטבור, ומאוחסנים כדי ליצור בוטים אישיים. עם זאת, זה מגיע גם עם מערכת שיקולים אתיים משלו - כמו איך לנהל את העלות. ● נטען גם שכדי שנוכל למקסם את התועלת של ביוטכנולוגיה זו, ייתכן שיהיה צורך להשתמש ב-xenobots לביצוע משימות מורכבות. לכן, מדענים עשויים להזדקק לפתח קסנובוטים עם תאי עצב וחושים, מכונות שמקרבות אותם ליצורים חיים.
● עלולות להתעורר שאלות בפטנט על קסנובוטים. האם הם אורגניזם חי? אם כן, האם ניתן לרשום עליהם פטנט? ואם לא ניתן לרשום עליהם פטנט, כיצד ניתן להגן עליהם כקניין רוחני?
● Xenobots הם לא מכונה ולא יצורים חיים. הם קיימים במצב לא מוגדר בין מדינה. זה יכול להוביל אותנו להטיל ספק בהגדרה שלנו של אורגניזמים חיים ולא חיים.
● כמו כן, בעתיד, ניתן להשתמש ב-xenobots אפילו כדי לשנות את מערכות הגוף, כולל מערכות הרבייה, העצבים ומחזור הדם - אולי להאריך חיים או לתת לנו 'כוחות על'. לכן, חשוב יותר להגדיר מחדש את מה שאנו מכנים אורגניזמים חיים.
ככלל, זה חיוני שככל שמדענים ממשיכים לחוות התקדמות רבה יותר בביולוגיה סינתטית, רפואה רגנרטיבית ורובוטיקה, יש לספק יותר כללים ונהלים אתיים שינחו אותם בשימוש בקסנובוטים.
עתיד הקסנובוטים והביוטכנולוגיה
עם החשיבות רבת הערך ש-xenobots הוצע לבצע, להישאר איתנו ולהיות חלק מהעתיד שלנו הוא חיוני ואפשרי.
ננורובוטיקה.
בתחום הרפואי בלבד, לקסנובוטים יש פוטנציאל לספק טיפול לכמה מחלות בלתי פתירות. העובדה שכבר קבענו שהמכונה החיה הזו יכולה לעזור להילחם במחלות מסוימות הופכת אותן פוטנציאלית לכלי חיוני שחייב להיות חלק מאיתנו. מלבד זאת, הסביבה שלנו יכולה להפיק תועלת מאותן מכונות חיים זעירות כדי להיות שלמה, נשמרת ובריאה. אמנם איננו יכולים לזלזל בערך ה-xenobot יעניק לחיינו, וזו מטבע הדברים הסיבה שהם צריכים להיות חלק מהעתיד שלנו, יש לפתח קודים אתיים וסטנדרטים שינחו אותנו נגד השימוש המזיק בהם תוך בחינת היתרונות שלהם. ומזיק.
סיכום
עם העולם המשתנה שלנו של רובוטיקה וביוטכנולוגיה, עלינו לצפות ל-xenobots מתקדמים יותר בשנים הבאות. לא רק שקסנובוטים יכולים להיות כלי חי נהדר ברפואה, אלא שהם יכולים אפילו לעזור במאבק נגד ההתחממות הגלובלית.