viernes 14/8/20

Científicos diseñan pequeños robots programables y biológicos a partir de células de rana

Ejemplares de Xenopus laevis, la especie de rana africana utilizada para crear los robots. ISTOCK
Ejemplares de Xenopus laevis, la especie de rana africana utilizada para crear los robots. ISTOCK

Un equipo de científicos de las universidades de Vermont y de Tufts, en Estados Unidos, 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.

Los primeros diseñaron estas "nuevas criaturas" a través de operaciones en un supercomputador y los segundos se encargaron de ensamblarlas y probarlas. Es la primera vez que se diseñan máquinas completamente biológicas desde cero, según el equipo responsable, que los ha bautizado como "xenobots" y ha publicado su descripción este lunes en un artículo en la revista PNAS.

Estos robots son, además, totalmente biodegradables: cuando terminan su trabajo tras siete días son solo células de piel muertas. "Miras las células con las que hemos estado construyendo nuestros xenobots y, genómicamente, son ranas; es 100% ADN de rana... pero no son ranas", ha apuntado Michael Levin, uno de los firmantes de este artículo y director del Centro de Biología Regenerativa y del Desarrollo de Tufts.

El hallazgo supone un pequeño paso para descifrar el "código morfogenético", que proporciona una visión más profunda, de forma general, de cómo los organismos están organizados y cómo computan y almacenan información basada en sus historias y ambiente.

Se trata de "máquinas vivas novedosas", ha resumido en un comunicado Joshua Bongard, uno de sus responsables y experto en robótica y computación de la Universidad de Vermont, quien ha apuntado que "no son ni robots tradicionales ni una especie animal ya conocida, sino una nueva clase de artefacto, un organismo vivo y programable".

"Podemos imaginar muchas aplicaciones útiles para estos robots vivos que otras máquinas no pueden hacer", ha asegurado por su parte Michael Levin, otro de los firmantes de este artículo y director del Centro de Biología Regenerativa y del Desarrollo de Tufts, quien, entre ellas, enumera buscar compuestos contaminantes, recoger microplásticos en los océanos o viajar en las arterias humanas.

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 desecharon 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 xenobots- y luego las separaron en células individuales y las dejaron incubar, según explica el comunicado.

Más tarde, 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 en el supercomutador.

Ensambladas en "formas corporales nunca antes vistas" en la naturaleza, las células comenzaron a trabajar juntas, han asegurado los investigadores, que han explicado 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.

Todo esto, han agregado, ayudado por patrones espontáneos de auto-organización, permitiendo que los robots se movieran por su cuenta.

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