Xenobots: robots vivos creados a partir de células madres de rana

Xenobots: robots vivos creados a partir de células madres de rana

8 febrero, 2021 Desactivado Por Alejandro

Usando algoritmos informáticos, un equipo de investigadores consiguieron realizar “evolucionar” un organismo que está hecho 100% de ADN de rana, pero no es una rana. Es el primer robot vivo del planeta.

¿Qué sucede cuando se cogen células de embriones de rana y se convierten en modernos organismos que fueron “evolucionados” por algoritmos? Obtienes algo que los expertos llaman la primera “máquina viviente” del planeta.

Si bien las células mamá originales proceden de ranas (la rana africana con garras, Xenopus laevis), estos llamados xenobots no se parecen a ningún anfibio conocido. Las diminutas manchas miden solo 0.04 pulgadas (1 milímetro) de ancho y están hechas de tejido vivo que los biólogos ensamblaron en cuerpos diseñados por modelos de computadora, según un reciente ensayo.

Estos organismos móviles pueden desplazarse de forma independiente y colectiva, pueden autocurar heridas y sobrevivir durante semanas, y podrían potencialmente usarse para transportar medicamentos en el interior del cuerpo de un paciente, informaron hace poco los investigadores.

“No son ni un robot tradicional ni un tipo de animal conocida”, manifestó en un comunicado el coautor del ensayo Joshua Bongard, investigador informático y investigador en robótica de la Universidad de Vermont. “Es una nueva clase de objeto: un organismo vivo y programable”.

Los algoritmos dieron forma a la evolución de los xenobots. Crecieron a partir de células mamá de la piel y del corazón en grupos de tejido de diversos centenares de células que se movían en pulsos generados por el tejido del músculo cardíaco, manifestó el creador principal del ensayo, Sam Kriegman, un candidato a doctorado que estudia robótica evolutiva en el Departamento de Ciencias de la Computación de la Universidad de Vermont, en Burlington.

Un cuadrúpedo fabricado que mide de 650 a 750 micrones de circunferencia, un poco más pequeño que la cabeza de un alfiler, se edificó a partir de células mamá de anfibios. Imagen: © Douglas Blackiston, Universidad de Tufts

“No existe control externo de un control remoto o bioelectricidad. Este es un agente autónomo, es casi como un juguete de cuerda”, manifestó Kriegman a WordsSideKick.com.

Los biólogos alimentaron las restricciones de una computadora para los xenobots autónomos, como la potencia muscular máxima de sus tejidos y cómo podrían desplazarse a través de un entorno acuoso. Después, el algoritmo produjo generaciones de organismos diminutos. Los bots con mejor rendimiento se “reproducirían” en el interior del algoritmo. Y al igual que la evolución funciona en el planeta natural, el proyecto de computadora eliminaría las formas menos exitosas.

“Con el tiempo, fue capaz de darnos bocetos que en verdad eran transferibles a células autenticos. Eso fue un vasto avance”, manifestó Kriegman.

Después, los autores del ensayo dieron vida a estos bocetos, uniendo células mamá para formar formas 3D autoamplificadas diseñadas por el algoritmo de evolución. Las células de la piel mantuvieron unidos a los xenobots, y el latido del tejido cardíaco en partes específicas de sus “cuerpos” impulsó a los ‘bots a través del agua en una placa de Petri durante días, y tambien semanas seguidas, sin necesidad de nutrientes adicionales, según el ensayo. “Los bots inclusive pudieron reparar daños significativos”, manifestó Kriegman.

“Cortamos el robot viviente casi por la mitad, y sus células volvieron a cerrar automáticamente su cuerpo”, manifestó.

“Podemos soñar múltiples aplicaciones útiles de estos robots vivientes que diferentes máquinas no pueden realizar”, manifestó el coautor del ensayo Michael Levin, jefe del Centro de Biología Regenerativa y del Desarrollo de la Universidad de Tufts en Massachusetts. Estos podrían incluir atacar derrames tóxicos o contaminación radioactiva , recolectar microplásticos marinos o inclusive cavar placa de arterias humanas, manifestó Levin en un comunicado.

Las creaciones que difuminan la línea entre robots y organismos vivos son temas famosos en la ciencia ficción; piense en las máquinas asesinas de las películas de “Terminator” o en los replicantes del planeta de “Blade Runner “. La perspectiva de los denominados robots vivientes, y el uso de la tecnología para concebir organismos vivos, produce comprensiblemente inquietudes para varios, manifestó Levin.

A la izquierda, el plano anatómico de un organismo diseñado por computadora, desvelado en una supercomputadora UVM. A la derecha, el organismo vivo, erigido totalmente a partir de piel de rana (verde) y células del músculo cardíaco (rojas). El fondo muestra rastros tallados por un enjambre de estos organismos modernos en la naturaleza mientras se desplazan a través de un campo de material particulado. Imagen: Sam Kriegman, UVM

“Ese temor no es irracional”, manifestó Levin. “Cuando empezamos a jugar con equipos complejos que no entendemos, vamos a tener consecuencias no deseadas”.

en cambio, la edificación de formas orgánicas sencillos como los xenobots además podría conducir a descubrimientos beneficiosos, añadió.

“Si la sociedad va a sobrevivir en el futuro, necesitamos entender mejor cómo las propiedades complejas, de alguna forma, surgen de reglas sencillos”, manifestó Levin.