Xenobots: Los primeros biorobots programables creados a partir de células de rana vivas

Sam Kriegman y col. / PNAS, 2020 

Científicos estadounidenses han presentado un método para crear pequeños bio-robots a partir de células vivas. Para crear biorobots de un milímetro de tamaño, se utilizaron células de una rana de espuela lisa (Xenopus laevis): por eso, las criaturas se llamaron xenobots. En el futuro, estos robots podrían reemplazar a los nanobots para entregar medicinas al cuerpo humano o ayudar a recolectar basura en el océano, dicen los científicos en PNAS.

Contexto

En la actualidad los robots se crean a partir de una variedad de materiales, dependiendo de la tarea que necesitan realizar. A menudo, se requiere una cierta flexibilidad, para lo cual se utilizan actuadores suaves y materiales que hacen que el robot sea suave. Además, partes de robots también se pueden crear a partir de biomateriales como células musculares o neuronas.

Sin embargo, la creación de bio-robots tiene una serie de limitaciones. Por ejemplo, rara vez no cuentan con partes sintéticas (por ejemplo, el "cuerpo" de un robot hecho de músculos y neuronas es un sustrato de polímero), y tampoco son tan fáciles de programar y luego recrear.

Xenobots

Ahora, Sam Kriegman de la Universidad de Vermont y sus colegas decidieron automatizar el proceso de creación de bio-robots en vivo utilizando un algoritmo evolutivo. Su algoritmo crea criaturas a partir de dos tipos de células tomadas de la blástula de una rana espuela lisa. El primer tipo de celdas es estático, las segundas celdas pueden contraerse y, en el algoritmo mismo, se representan como vóxeles.

El propósito del algoritmo evolutivo es determinar la configuración de la criatura en la que puede avanzar más efectivamente. Para esto, crea una población de criaturas aleatorias y luego descarta a aquellas que no tenían suficientes cubos para superar la distancia máxima en 10 segundos con una reducción de 2 hertzios.


Sam Kriegman y col. / PNAS, 2020

Después de eso, la criatura misma se crea sobre la base del modelo. Las células madre inducidas se liberan de los embriones de rana, que se usan como estáticos en el cuerpo. La criatura en sí misma (de aproximadamente un milímetro de tamaño) se crea manualmente (los científicos afirman que lograron lograr una forma “biológicamente aproximada” en comparación con el algoritmo creado), después de lo cual se agregan células progenitoras cardíacas al cuerpo, de donde luego se contraen los cardiomiocitos están formados.

Posibles usos

Hasta ahora, los organismos son bastante simples, y el proceso de su creación no está automatizado, ya que tienen que hacerse manualmente. Sin embargo, los autores señalan que la capacidad de mover xenobots les permitirá transportar otros objetos: por ejemplo, se pueden usar para administrar medicamentos, eliminar coágulos sanguíneos y transferir desechos en el océano. Además, señalaron que varios de estos organismos podrán actuar juntos y moverse en grupos.

Inicialmente, los organismos vivos autónomos, por ejemplo, los animales, a veces se usan para crear biorobots. En 2017, los científicos adjuntaron un mecanismo controlado por sus movimientos a la tortuga y la enviaron a nadar.
 

Victor Román
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma.

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