Un grupo de científicos estadounidenses de las universidades de Vermont y de Tufts han revolucionado el concepto de «robot» y han creado una especie de «máquinas vivientes» generadas a partir de células de rana.
¿Qué son los biobots?
Según los investigadores de las universidades de Vermont y de Tufs (EE.UU) son «un nuevo tipo de dispositivo» que no es ni un «robot» tradicional ni una nueva especie de animal, sino una «máquina viva» y fácilmente programable. El biobot se compone de células epiteliales (de la piel) y musculares de una rana acuática africana, Xenopus laevis. Con tan solo unas 100 células estos biobots pueden alcanzar unos 0,5 milímetros.
Tipos de células de las que se compone un biobot
¿Cómo han logrado diseñarlo?
-Al principio se usaron «algoritmos evolutivos«, una rama de la inteligencia artificial inspirada en la genética y en la Teoría de la evolución postulada por Darwin.
-Seguidamente, se aplicaron reglas de biofísica y mediante «supercomputación» se llevó a cabo el agregado celular, obteniéndose así varios modelos y logrando «conformaciones nunca antes vistas en la naturaleza».
-Así, las células comenzaron a currar/coordinarse juntas. Las células de la piel formaron una arquitectura más pasiva mientras que las del músculo cardíaco establecieron un movimiento hacia adelante más ordenado como ya habían predicho los algoritmos.
-En la «FIGURA 1» se muestra el diseño y fabricación de los biobots. Los bloques de construcción estructurales [aquí, voxels de células musculares cardiacas (rojo) y células epiteliales pasivas (cian)], se suministran a un algoritmo evolutivo.
-El algoritmo desarrolla una población inicialmente aleatoria y devuelve el mejor diseño que se encontró. Luego, se vuelve a ejecutar 99 veces comenzando con diferentes poblaciones aleatorias, generando una diversidad de diseños performantes en sílico (A).
-Los diseños performantes (A) se filtran según lo versátiles que sean, lo cual depende de la distribución de las células contráctiles cardiacas (en rojo).
-Biólogos «dan vida» a estos diseños como se muestra en las imágenes C-F a partir de células epiteliales y contráctiles cardiacas de rana.
-Las discrepancias entre el comportamiento in silico e in vivo se devuelven al algoritmo evolutivo en forma de restricciones sobre los tipos de diseños que pueden evolucionar durante los siguientes ciclos de diseño-fabricación (G). Es decir, puede que un diseño previamente seleccionado no haya funcionado In vivo (en el tejido vivo del organismo, en este caso una rana) por lo que se tienen que devolver nuevos diseños mediante supercomputación.
-Al mismo tiempo, las técnicas de conformación de tejidos se modifican de tal manera que los sistemas vivos realizados se comportan más como su modelo virtual.
APLICACIONES DE LOS BIOBOTS
A pesar de tener una vida limitada de 1 sola semana, los biobots pueden llevar a cabo tareas muy importantes que replantean el concepto de vida, no asociado a una máquina.
Así, estas máquinas vivas programables podrían ser útiles en la detección de tumores, en evitar la aterioescrelosis o en la administración de fármacos. En el futuro, estos biobots podrían participar en la microcirujía, facilitándo el costoso trabajo a través del uso del microscopio en esta técnica quirúrgica.
Al ser 100% biodegradables, también podrían encargarse de limpiar microplásticos presentes hoy en día en las aguas marinas, por ejemplo, retirándolos y llevándolos a zonas de reciclaje.
¿Pueden definirse como organismos vivos?
Realmente, los biobots de hoy en día se asemejan mucho a los virus, de modo que no se les puede considerar organismos vivos, esto es porque solo pueden llevar a cabo la función de coordinación o interacción con otras células, pero no tienen la capacidad de nutrirse o reproducirse.
No obstante, al fin y al cabo están compuestos de células vivas, de modo que: ¿podrán considerarse organismos vivos en un futuro si los investigadores permiten la reproducción de los mismos? ¿Qué implicaciones tendría el considerarlos organismos vivos en un futuro? ¿Estaremos ante un nuevo ser vivo? Dejemos que la ciencia nos sorprenda.
Publicado por: Juan Luís Jiménez
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