‘Biobots’, los robots vivientes del futuro

Fabricados con células vivas extraídas de embriones de rana, pueden moverse hacia un objetivo y levantar una carga útil. Los expertos subrayan que son “un organismo vivo y programable”.

15.01.2020 | 06:17
‘Biobot’ de medio milímetro creado por investigadores.

Científicos de las universidades de Vermont y Tufts, en EEUU, han reutilizado células vivas -raspadas de embriones de rana- en formas de vida completamente nuevas, consideradas robots vivientes. Estos biobots, también conocidos como xenobots, de un milímetro de ancho, pueden moverse hacia un objetivo y podrían ser capaces de levantar una carga útil (como un medicamento que debe llevarse a un lugar específico dentro de un paciente) y curarse a sí mismos después de ser cortados. "Estas son máquinas vivas novedosas", dice Joshua Bongard, un experto en informática y robótica de la Universidad de Vermont, quien fue el colíder de la nueva investigación. "No son un robot tradicional ni una especie conocida de animales. Es una nueva clase de artefactos: un organismo vivo y programable", explica.

Las nuevas criaturas fueron diseñadas en una supercomputadora en la Universidad de Vermont, y luego ensambladas y probadas por biólogos en la Universidad de Tufts. "Podemos imaginar muchas aplicaciones útiles de estos robots vivos que otras máquinas no pueden hacer", dice el colíder Michael Levin, quien dirige el Centro de Biología Regenerativa y del Desarrollo en Tufts, "como buscar compuestos desagradables o contaminación radiactiva, recolectar microplásticos en los océanos, o viajar arterias raspando placas". Esta investigación, por primera vez, "diseña máquinas completamente biológicas desde cero", escribe el equipo en su nuevo estudio, publicado en PNAS. Con meses de tiempo de procesamiento en el clúster de supercomputadora Deep Green en el Vermont Advanced Computing Core de UVM, el equipo utilizó un algoritmo evolutivo para crear miles de diseños candidatos para las nuevas formas de vida.

Intentando lograr una tarea asignada por los científicos, como la locomoción en una dirección, la computadora, una y otra vez, volvería a ensamblar unos cientos de células simuladas en innumerables formas y formas corporales. A medida que se ejecutaban los programas, los organismos simulados más exitosos se mantuvieron y refinaron, mientras que los diseños fallidos se descartaron. Después de cien ejecuciones independientes del algoritmo, se seleccionaron los diseños más prometedores.

Luego, el equipo transfirió los diseños in silico a la vida. Primero recolectaron células madre, cosechadas de los embriones de ranas africanas, la especie Xenopus laevis. Estos se separaron en células individuales y se dejaron incubar. Luego, usando pinzas diminutas y un electrodo aún más pequeño, las células se cortaron y unieron bajo un microscopio en una aproximación cercana de los diseños de 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 una vez aleatorias de las células del músculo cardíaco se pusieron a trabajar creando un movimiento ordenado hacia adelante según lo guiado por el diseño de la computadora, y ayudado por patrones espontáneos de autoorganización, lo que permite que los robots se muevan sobre sí mismas.

Se demostró que estos organismos reconfigurables pueden moverse de manera coherente y explorar su entorno acuoso durante días o semanas, impulsados por depósitos de energía embrionaria. "La desventaja del tejido vivo es que se degrada", dice Bongard, que añade que "estos xenobots son biodegradables, cuando terminan su trabajo después de siete días, son solo células muertas de la piel". - E.P.