Por primera vez diseñan “robots vivos” con células madre de ranas africanas

Un equipo de científicos ha logrado construir milimétricos “robots vivos”, ensamblados a partir de células​ de ranas y que podrían servir para suministrar medicamentos, limpiar residuos tóxicos o recoger microplásticos en los océanos.La descripción de estos “xenobots”, como los llamaron los investigadores, se publicó este lunes en un artículo en la revista PNAS liderado por científicos de las…

Por primera vez diseñan “robots vivos” con células madre de ranas africanas

Un equipo de científicos ha logrado construir milimétricos “robots vivos”, ensamblados a partir de células​ de ranas y que podrían servir para suministrar medicamentos, limpiar residuos tóxicos o recoger microplásticos en los océanos.

La descripción de estos “xenobots”, como los llamaron los investigadores, se publicó este lunes en un artículo en la revista PNAS liderado por científicos de las universidades de Vermont y de Tufts, ambas en Estados Unidos.

El diseño de estas “nuevas criaturas” fue a través de operaciones en una “supercomputadora”. El equipo de científicos de Tufts se encargó de ensamblar y probar esos dispositivos: según el equipo responsable, es la primera vez que se diseñan máquinas completamente biológicas desde cero.

Se trata de “máquinas vivas novedosas”, resumió en un comunicado Joshua Bongard, uno de sus responsables y experto en robótica y computación de la Universidad de Vermont, quien apunta: “No son ni robots tradicionales ni una especie animal ya conocida, sino una nueva clase de artefacto, un organismo vivo y programable”.

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“Podemos imaginar muchas aplicaciones útiles para estos robots ​vivos que otras máquinas no pueden hacer”, aseguró por su parte Michael Levin, otro de los firmantes de este artículo y director del Centro de Biología Regenerativa y del Desarrollo de Tufts. Entre ellas, enumera buscar compuestos contaminantes, recoger microplásticos en los océanos o viajar por las arterias humanas para limpiar sus paredes.

Entre los diseños más complejos que lograron desarrollar los científicos se cuenta una estructura con dos patas cortas que logran darle impulso a la máquina. Otro tiene un agujero en el medio para que el pequeño robot pueda moverse y trasladar cargas en miniatura, según informó el diario británico The Guardian.

Los investigadores comenzaron usando un algoritmo evolutivo -aquellos basados en los postulados de la evolución biológica- para crear miles de posibles diseños para estas nuevas formas de vida. Después aplicaron reglas básicas de biofísica para establecer qué podían hacer las células de la piel o cardíacas y se quedaron con aquellos organismos simulados más exitosos y se desechó el resto.

Luego, los biólogos de Tufts transfirieron estos diseños a la vida: primero recolectaron células madre “cosechadas” de los embriones de ranas africanas, en concreto de la especie “Xenopus laevis” -de ahí el nombre de los “xenobots”-. Luego las separaron en células individuales y las dejaron incubar.

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Con ayuda de unas diminutas pinzas y un electrodo aún más pequeño, las células fueron cortadas y unidas otra vez bajo el microscopio copiando los modelos conseguidos con la supercomputadora.

Ensambladas en “formas corporales nunca antes vistas” en la naturaleza, las células comenzaron a trabajar juntas, según los investigadores, que explicaron que las células de la piel formaron una arquitectura más pasiva, mientras que las del músculo cardíaco fueron puestas a trabajar creando un movimiento hacia adelante más ordenado, tal y como habían diseñado los algoritmos.

Estos robots son, además, totalmente biodegradables: cuando terminan su trabajo tras siete días son solo células de piel muertas.

En el mundo de la robótica, se suele priorizar el uso de metal y plástico por su durabilidad y resistencia. Sin embargo, Levin y su equipo indagaron en las posibilidades de usar tejidos biológicos para hacer robots. Según aseguraron, los “robots vivientes” pueden curar sus propias heridas en caso de dañarse, además de biodegradarse.

“Mirás las células con las que hemos estado construyendo nuestros xenobots y, genómicamente, son ranas; es 100% ADN de rana… pero no son ranas”, apuntó Levin.

Cada uno de los robots mide menos de un milímetro de largo. Entre otras pruebas, se midió la distancia que podía desplazarse uno de esos robots cuando las células cardíacas latían. La contracción y expansión de ese tipo de células hace que funcionen como motores en miniatura que mueven al robot hasta quedarse sin energía. Según la investigación, esas células tienen energía suficiente para sobrevivir entre una semana y diez días.

“Estos son muy pequeños, pero en última instancia, el plan es hacerlos a escala”, dijo Levin. Los Xenobots podrían construirse con vasos sanguíneos, sistemas nerviosos y células sensoriales, para formar ojos rudimentarios. Al construirlos a partir de células de mamíferos, podrían vivir en tierra firme.

Sam Kriegman, parte del equipo que investigó en la Universidad de Vermont, reconoció que el trabajo planteó problemas éticos, particularmente dado que las variantes futuras podrían tener sistemas nerviosos y ser seleccionadas por su capacidad cognitiva, lo que los convierte en participantes más activos en el mundo. “Lo importante para mí es que esto es público, por lo que podemos tener una discusión como sociedad y los responsables políticos pueden decidir cuál es el mejor curso de acción”, dijo según la publicación.

“El objetivo es comprender el software de la vida”, señaló Levin. “Si pensás en defectos de nacimiento, cáncer, enfermedades relacionadas con la edad, todas estas cosas podrían resolverse si supiéramos hacer estructuras biológicas, para tener el control final sobre el crecimiento y la forma”.

Thomas Douglas, investigador principal del Centro Uehiro de Ética Práctica de Oxford, dijo: “Hay preguntas éticas interesantes sobre el estado moral de estos xenobots. ¿En qué punto se convertirían en seres con intereses que deberían ser protegidos? Creo que adquirirían un significado moral solo si incluyeran tejido neural que permitiera algún tipo de vida mental, como la capacidad de experimentar dolor”. Y agregó: “Pero algunos son más liberales sobre el estado moral. Piensan que todas las criaturas vivientes tienen intereses a los que se les debe dar alguna consideración moral. Para estas personas, podrían surgir preguntas difíciles sobre si estos xenobots deberían clasificarse como criaturas vivientes o máquinas “.

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