Xenobots, los robots “vivos” creados con células de rana

Un grupo de científicos de la Universidad de Vermont (UVM), Estados Unidos, ha logrado construir los “xenobots” milimétricos a base de células vivas de rana. Estas “máquinas vivas podrían servir para suministrar medicamentos, limpiar residuos tóxicos o recoger microplásticos en los océanos.

“No son ni un robot tradicional, ni una especie animal conocida. Es una nueva clase de máquina biológica: un organismo vivo y programable “, señaló Joshua Bongard, científico informático y experto en robótica, uno de los responsables del proyecto.

Esta investigación, por primera vez en la historia, “diseña máquinas completamente biológicas desde la base “, escribe el equipo en su nuevo estudio.  Las nuevas criaturas fueron diseñadas en una supercomputadora en la UVM y luego ensambladas y probadas por biólogos de la Universidad de Tufts, Estados Unidos.

“Podemos imaginar muchas aplicaciones útiles de estos robots vivos que otras máquinas no pueden hacer, como limpiar la contaminación radioactiva, viajar en las arterias para curar desde dentro del organismo, entre otros”, explicó Michael Levin, del Centro de Biología Regenerativa y del Desarrollo de Tufts.

Para el desarrollo usaron un algoritmo evolutivo para crear miles de diseños candidatos para las nuevas formas de vida. A medida que se procesaban los cálculos —conducidos por reglas básicas sobre la biofísica de lo que puede hacer una sola piel de rana y células cardíacas— los organismos simulados más exitosos se mantuvieron y refinaron, mientras que los diseños fallidos se desecharon.

¿Cómo fue el proceso?

Primero recogieron células madre, cosechadas de los embriones de ranas africanas, Xenopus laevis (de ahí el nombre de “xenobots”). Luego separaron en células individuales y dejadas para incubar. Luego, usando unas diminutas pinzas y un electrodo aún más pequeño, las células fueron cortadas y unidas bajo el microscopio en una aproximación cercana a los diseños especificados por la computadora.

Ensambladas en formas corporales nunca vistas en la naturaleza, las células comenzaron a trabajar juntas. Las células de la piel formaron una arquitectura más pasiva, mientras que las contracciones, antes aleatorias, de las células del músculo cardíaco se pusieron a trabajar creando un movimiento ordenado hacia delante, guiado por el diseño del ordenador, y ayudado por patrones espontáneos de auto-organización, permitiendo a los robots moverse por sí mismos.

“Miras las células con las que hemos estado construyendo nuestros xenobots y, genómicamente, son ranas; es cien por cien ADN de rana…pero no son ranas”, apuntó Levin, quien se preguntó qué más son capaces de hacer estas células.