En un avance potencial para la medicina regenerativa, un equipo de científicos de Estados Unidos conformado por biólogos e informáticos de la Universidad de Tufts y la Universidad de Vermont, han creado a los primeros robots vivientes que pueden reproducirse.
El estudio, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences y citado en el sitio web del Daily Mail, explica que las máquinas vivas de tamaño milimétrico, llamadas Xenobots 3.0, no son robots tradicionales ni una especie de animal, sino organismos vivos programables, hechos con células de ranas.
Estos organismos diseñados por computadora reúnen células individuales dentro de una ‘boca’ en forma de Pac-Man y liberan ‘bebés’ que se ven y se mueven como sus padres.
Los también llamados bio-robots vivos autorreplicantes podrían permitir un tratamiento farmacológico más directo y personalizado para lesiones traumáticas, defectos de nacimiento, cáncer, envejecimiento y más.
La cronología de los Xenobots
Xenobots 3.0 sigue a los Xenobots originales, reportados en 2020 como los primeros robots vivientes, y Xenobots 2.0, que pueden autopropulsarse usando ‘piernas’ parecidas a pelos llamadas cilios y tienen la capacidad de guardar recuerdos.
Joshua Bongard, científico informático, experto en robótica de la Universidad de Vermont y autor principal de la investigación, explicó al respecto: “Encontramos Xenobots que caminan. Encontramos Xenobots que nadan. Y ahora, en este estudio, hemos encontrado Xenobots que se replican cinemáticamente”.
“Hemos descubierto que existe este espacio previamente desconocido dentro de los organismos o sistemas vivos, y es un espacio vasto”, indicó el experto, que añade que los Xenobots ayudarán a desarrollar organismos diseñados por computadora para la administración inteligente de medicamentos.
Su colega Michael Levin, de la Universidad de Tufts, reflexionó sobre la meta del equipo: “Si supiéramos cómo decirle a las colecciones de células que hagan lo que queremos que hagan, en última instancia, esa es la medicina regenerativa, esa es la solución para las lesiones traumáticas, los defectos de nacimiento, el cáncer y el envejecimiento”.
“Todos estos problemas diferentes están aquí porque no sabemos cómo predecir y controlar qué grupos de células se van a construir. Los Xenobots son una nueva plataforma para enseñarnos qué hacer”.
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¿Cómo utilizaron células madres de ranas?
Los científicos revelaron que habían construido a mano los Xenobots originales diseñados por computadora, adaptados a partir de células madre de Xenopus laevis, una especie de rana que se encuentra en zonas de África.
Las células madre, que pueden convertirse en cualquier tejido u órgano, se recolectaron de los embriones de las ranas y se dejaron incubar. Luego, con unas pinzas diminutas y un electrodo aún más pequeño, un microcirujano cortó y unió las células individuales bajo un microscopio en las formas especificadas por una computadora.
Reunidas en formas corporales nunca vistas en la naturaleza, las células comenzaron a trabajar juntas, impulsadas por reservas de energía embrionaria.
En ese momento, demostraron que los bots estaban programados para realizar una variedad de tareas, incluida la entrega de medicamentos directamente a un punto del cuerpo.
Esta nueva generación, Xenobots 3.0, utiliza células madre de la misma especie de rana, y puede reunir cientos de células individuales, comprimirlas y ensamblarlas en ‘bebés’ liberados de sus bocas en forma de Pac-Man.
Unos días después, estos ‘bebés’ se convierten en nuevos Xenobots que se ven y se mueven como sus ‘padres’, y luego, pueden salir, encontrar células y crear copias de sí mismos, y el proceso se repite una y otra vez.
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La boca en forma de Pac-Man tiene sentido
Por sí solo, el padre Xenobot, compuesto por unas 3.000 células, forma una esfera, pero no puede reproducirse eficazmente durante varias generaciones.
Sam Kriegman, otro de los expertos, declaró: “Estos pueden tener hijos, pero luego el sistema normalmente desaparece después de eso. De hecho, es muy difícil conseguir que el sistema se siga reproduciendo”.
Por ello, el equipo usó una computadora, específicamente un algoritmo de inteligencia artificial (IA) en el grupo de supercomputadoras Deep Green en Vermont. Ese algoritmo pudo probar miles de millones de formas corporales en simulación para encontrar otras que se replican.
“Le pedimos a la supercomputadora de que averiguara cómo ajustar la forma de los padres iniciales, y la IA ideó algunos diseños extraños después de meses de trabajo, incluido uno que se parecía a Pac-Man”’, dijo Kriegman.
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Luego de diseñarlos con la boca en forma de Pac-Man, “los padres construyeron hijos, quienes construyeron nietos, quienes construyeron bisnietos, quienes construyeron tataranietos”, explicó el académico, lo que en otras palabras significa que ese diseño amplió el número de generaciones.
