Kdyby stroje uměly cítit zápach...

S transfekční a screeningovou platformou je možné velmi rychle upravit buňky i pro jiné čichové podněty, čímž se otevírají další oblasti použití, například lékařská diagnostika. (© Fraunhofer IPA) / With a transfection and screening platform, it is possible to modify cells very quickly for other olfactory stimuli, thus opening up other areas of application, such as medical diagnostics. (© Fraunhofer IPA)

Pro určení správného čichového receptoru pro konkrétní použití je třeba otestovat několik tisíc receptorů a jejich kombinací. To je ekonomicky možné pouze automatizovaně. (© Fraunhofer IPA) / To determine the right odour receptor for a specific application, several thousand receptors and their combination must be screened. This is only economical when automated. (© Fraunhofer IPA)

Co by bylo, kdyby roboti mohli cítit pachy? Vyhledávat výbušniny na letišti, diagnostikovat nemoci na základě dechu pacientů v lékařské praxi, lokalizovat úniky plynu a mnoho dalšího? Fraunhoferův institut pro výrobní techniku a automatizaci IPA ve Stuttgartu se v rámci svého hlavního tématu „Biologická transformace“ nyní věnuje intenzivnějšímu spojení biologických a technických systémů. Nová platformová technologie má umožnit automatizovanou výrobu buněčně založených senzorů a jejich ekonomickou využitelnost.

Pro ekonomické využití biologických senzorů je ve Fraunhoferu IPA vyvíjena technologie, která automatizovaně produkuje buněčně založené biosenzory. Takové senzory by mohly například dávat strojům čich. Platforma je nejprve ověřována na produktu kalifornského startupu Koniku. Později by však mohla být využívána i pro jiné aplikace. Vedoucí projektu IPA Martin Thoma shrnuje inovaci takto: „V podstatě vyvíjíme univerzální nástroj, který by měl v krátkodobém horizontu umožnit výrobu buněčně biologických senzorů pro průmyslové využití.“ Biologie a technologie se slévají dohromady.

Projekt je mimo jiné financován Ministerstvem hospodářství Bádenska-Württemberska. S biointeligentními produkty a s tím souvisejícími výrobními technologiemi mohou vzniknout nové hodnotové potenciály pro inovační a průmyslové centrum Bádenska-Württemberska. Tyto potenciály mají být prostřednictvím tohoto projektu využity pro ekonomiku v regionu.

Pro cílený vývoj ekonomicky využitelného produktu bude Fraunhofer IPA vyvíjet screeningovou metodu pro výběr receptur a spolehlivou automatizovanou výrobu takzvaných transfikovaných buněk, což jsou buňky, do nichž je vnesen cizí DNA nebo RNA.

Americká společnost Koniku již několik let kultivuje takové buňky, do nichž jsou integrovány receptory pachů pomocí malých autonomních optických čtecích jednotek. Tyto buňky mohou být udržovány při životě a funkční po delší dobu, aby detekovaly mikroskopické částice z okolí. Ovšem v tomto výzkumném oboru stále zbývá mnoho otevřených otázek.

Pro zjištění správného čichového receptoru pro konkrétní použití je třeba otestovat několik tisíc receptorů a jejich kombinací. Aby byl tento proces ekonomicky proveditelný, je nutná platforma, která umožní automatizovanou modifikaci buněk, tedy transfikaci, a následné zkoumání jejich specifické reakce na pachy a chutě.

S takovou platformou pro transfikci a screening by bylo možné velmi rychle upravovat buňky i pro různé pachové podněty a tím rozšiřovat další oblasti použití, například v medicínské diagnostice. „Obzvlášť se těším, až budeme moci naši technologii za několik let používat všude,“ říká zakladatel Koniku Osh Agabi, „řešení, které může lidem pomoci rozpoznat nebo vyloučit nemoci v nejranějších stádiích. Samozřejmě, že stále existují překážky, ale krok za krokem se tomuto cíli přibližujeme. Partnerství s Fraunhofer IPA je dalším důležitým milníkem na této cestě.“