Търси се "комуникационно устройство", което казва на клетките да регенерират тялото

Какво ще стане, ако медицината може да използва вродената способност на организма да се самолекува с прецизност, използвайки технология, за да насочи организма да възстанови увредените тъкани и органи или дори да ги регенерира изцяло? Това е основен въпрос, движещ областта на регенеративната медицина.

Изданието Big Think разговаря с биолога Майкъл Левин (Michael Levin) за бъдещето на регенеративната и биоелектрическата медицина – и за негоите усилия да се създаде устройство, което може да комуникира с клетките, насочвайки поведението им към желаните от нас здравни цели.

В изследванията си Майкъл Левин, биолог от университета Тъфтс, се опитва да разбере как клетките могат да се "научат” да регенерират тъкани и органи по начини, които надхвърлят генетично заложените им програми.

Всичко започва с плоски червеи (планарии), чиито глави експлодират при контакт с токсично вещество. Няколко седмици по-късно те регенерират главите си, но изненадващо стават толерантни към химикала — нещо, за което не би трябвало да имат вроден механизъм. Това показва, че организмите могат активно да адаптират генната си експресия към нови условия.

Различни видове планарии. Кредит: MPI f. Multidisciplinary Sciences/ Miquel Vila-Farré

Тези открития вдъхновяват Левин да изследва как може да се използва тази естествена пластичност в медицината.

Регенеративната медицина днес включва терапии със стволови клетки, 3D биопринтиране и нанотехнологии, но Левин се фокусира върху биологичната "софтуерна част" — биоелектрическата комуникация между клетките. Вместо директно да контролират растежа, учените могат да изпращат сигнали, които насочват клетките сами да изграждат липсващите структури.

В експерименти с попови лъжички екипът му успява да накара клетки в опашката да образуват функционално око, свързано със гръбначния мозък, въпреки че не е свързано с мозъка. Друго изследване показва, че промяна в електрическата комуникация може да потисне развитието на тумори, като "възстанови” колективната интелигентност на клетките и ги върне към работата им за доброто на целия организъм.

Бъдещето на регенеративната медицина

Левин вижда регенеративната медицина като "пълен контрол върху растежа и формата" в някакъв момент в недалечното бъдеще.

"Трябва да можем да седнем пред компютъра и да нарисуваме това, което искате – растение, животно, орган, биобот, каквото и да е", независимо дали е нормално сърце или жаба с витло и крила. "След това компилираме тези цели в набор от стимули, които карат системата да изгради това, което искаме да изгради. Това е краят на играта."

Левин смята, че този хипотетичен "анатомичен компилатор" няма да бъде 3D принтер за стволови клетки, молекулярни пътища или протеини. По-скоро устройството ще превърне нашите цели в цели на тъканите и клетките.

Левин сравнява подхода си с психотерапия за тялото — вместо да "препрограмират" клетките на молекулярно ниво, учените биха могли да "разговаря" с тях чрез електрически сигнали. Идеята е в бъдеще да има платформа, в която човек въвежда желан резултат (например регенерация на крайник или спиране на рак), а системата да превежда това в биоелектрически команди, които насочват клетките какво да изградят.

Отделен, но не напълно несвързан проект, върху който работи лабораторията на Левин, е AI като инструмент за превод – начин да се "разговаря" с клетките и тъканите на техния език.

"Трябва да можем да кажем: "Хей, черния дроб, защо се чувствам гадно днес?" и да ни отвърне: "Виждали ли сте нивата на калий? И между другото, говорих с хладилника и знам какво сте яли, така че ето какво предлагам."

Има огромен потенциал за използване на големите езикови модели LLM за тълкуване на интелекта навсякъде около нас. Както преди не знаехме, че има електромагнитен спектър около нас, досега не подозирахме, че можем да разговаряме с клетките си, заявява Левин.

Въпреки че тези възможности все още са в ранна фаза, изследванията на Левин показват, че организмите имат вродена интелигентност и способност да намират решения на проблеми. Бъдещето на медицината може би се крие в разбирането и използването на тази колективна клетъчна интелигентност — начин да сътрудничим с телата си, вместо просто да ги "ремонтираме".

Източник: The quest for a “communication device” that tells cells to regenerate the body, Big Think

Още по темата

31/10/2023

Животът

Половото размножаване потиска регенерацията на тъканите

01/08/2023

Животът

Аксолотъл: Земноводното, което може да регенерира тялото си и да остане вечно младо (видео)

16/05/2023

Животът

От стареене към регенерация: Неочакваните ползи от старите "зомби" клетки

27/01/2022

Животът

Регенериран е ампутиран крак на жаба с коктейл от пет лекарства