Vědecký svět v posledních letech rozvířil koncept takzvaného „třetího stavu“ – biologické zóny, která leží na pomezí bytí a zániku. Jde o situaci, kdy buňky z organismu, který jako celek zemřel, nejen přežívají, ale dokážou se reorganizovat do nových mnohobuněčných struktur s vlastnostmi, jež původní tkáň nikdy neměla. Tento jev, podložený experimenty s žabími xenoboty a lidskými antroboty, zásadně mění naše chápání života a smrti.
Vše odstartovali takzvaní xenoboti, sestavení z buněk odebraných z embryí uhynulých afrických žab. Tyto miniaturní biologické stroje prokázaly nečekanou plasticitu. Jejich povrchové struktury, řasinky, které v embryu původně sloužily k posouvání hlenu, začaly používat k vlastnímu pohybu. Ukázalo se, že dokáží plavat, opravit se po poškození a dokonce se omezeně replikovat formou kinematické sebereplikace (replikace bez růstu).
Stav mezi životem a smrtí
Skutečný průlom však přinesli až antroboti, kteří se spontánně formují z dospělých lidských buněk, například z průdušnice. Klíčové je, že k tomu nepotřebují žádnou genetickou modifikaci. Jejich nejpozoruhodnější schopností je, že v laboratorních podmínkách dokázali překlenout a podpořit opravu poškozené lidské nervové tkáně. Jde o hmatatelný důkaz skrytého potenciálu našich vlastních buněk. Schopnost vstoupit do třetího stavu závisí na typu buněk, stáří organismu i podmínkách prostředí.
Základní rozdíl oproti běžné buněčné kultuře či organoidům spočívá v tom, že entity třetího stavu vykazují nové, emergentní chování. Zatímco například HeLa buňky nebo běžné organoidy jen kopírují původní funkci nebo rostou, xenoboti a antroboti se spontánně organizují, pohybují a dokonce opravují poškozené neurony. Dochází tak ke vzniku zcela netypických funkcí, které původní buňky neměly.
Antrobot stavějící most přes poškozený neuron v průběhu tří dnů
Jak je něco takového vůbec možné? Odpověď zřejmě leží v bioelektřině. Můžeme si představit, že genetický kód je hardware, tedy stavební materiál buňky. Bioelektrické signály, které si buňky vyměňují, pak představují software, který určuje, jak se tento materiál poskládá do větších celků. Smrt organismu jako by tento software „restartovala“ a uvolnila buňkám ruce k novým, nečekaným projektům.
Bioboti a bioelektrický kód
Řeč je o bioelektrickém kódu – jazyku, kterým buňky komunikují pomocí slabých elektrických signálů. Výzkum Michaela Levina ukazuje, že všechny buňky mají v membránách iontové kanály a pumpy, které generují elektrické vzorce. Ty slouží jako jakýsi software, který řídí kolektivní chování buněk a umožňuje jim „pamatovat si“ tvar těla nebo reagovat na zranění. Právě tato skrytá plasticita je předpokladem třetího stavu.
Různé typy buněk mají různou schopnost přežití, včetně bílých krvinek
Co se děje uvnitř těchto biobotů? Analýzy ukazují, že proces sebeorganizace spouští masivní přestavbu genové exprese. Buňky ztrácejí svou původní specializaci a aktivují jak embryonální, tak evolučně prastaré geny, což jim umožňuje „restartovat“ svůj vývojový program. Právě tato schopnost je největším překvapením a zároveň výzvou pro další výzkum, protože mechanismus opravy neuronů zatím není plně objasněn – víme, že k ní dochází, ale ne jak přesně.
Potenciál pro medicínu je obrovský. Jelikož lze antroboty vytvořit z vlastních buněk pacienta, nehrozí imunitní reakce. V budoucnu by takovéto živé mikroroboty mohly cíleně doručovat léky, čistit ucpané tepny od plaku nebo pomáhat při léčbě cystické fibrózy. Důležitým bezpečnostním prvkem je jejich přirozená životnost; po několika týdnech se samy biologicky rozloží.
Musíme však zůstat nohama na zemi, neboť cesta z laboratorní misky do lidského těla je dlouhá a plná překážek, jako je zajištění plné kontroly nad jejich chováním. Tento výzkum však již dnes klade hluboké otázky, které se dotýkají samotné podstaty naší existence: Co přesně definuje biologického jedince a kde leží hranice života?