Diminutos robots vivos fabricados a partir de células humanas sorprenden a los científicos
Un equipo de la Universidad de Tufts y del Instituto Wyss de la Universidad de Harvard ha bautizado a estas creaciones como antrobots. La investigación se basa en trabajos anteriores de algunos de los mismos científicos, que fabricaron los primeros robots vivos, o xenobots, a partir de células madre obtenidas de embriones de la rana africana de uñas (Xenopus laevis).
"Algunos pensaban que las características de los xenobots dependían mucho del hecho de ser embrionarios y anfibios", afirma Michael Levin, autor del estudio y catedrático Vannevar Bush de Biología en la Facultad de Artes y Ciencias de Tufts.
"No creo que esto tenga nada que ver con ser un embrión. No tiene nada que ver con ser una rana. Creo que se trata de una propiedad mucho más general de los seres vivos", afirma.
"No nos damos cuenta de todas las competencias que tienen nuestras propias células corporales".
Aunque estaban vivos, los antrobots no eran organismos de pleno derecho porque no tenían un ciclo vital completo, dijo Levin.
"Nos recuerda que estas duras categorías binarias con las que hemos operado: ¿Es un robot, un animal, una máquina? No nos sirven de mucho. Tenemos que ir más allá".
La investigación se publicó el jueves en la revista Advanced Science.
¿Cómo las fabricaron?
Los científicos utilizaron células humanas adultas de la tráquea de donantes anónimos de distintas edades y sexos. Los investigadores se centraron en este tipo de células porque es relativamente fácil acceder a ellas debido a los trabajos sobre Covid-19 y enfermedades pulmonares y, lo que es más importante, por una característica que los científicos creían que haría que las células fueran capaces de moverse, dijo el coautor del estudio Gizem Gumuskaya, estudiante de doctorado en Tufts.
Las células traqueales están recubiertas de unas proyecciones en forma de pelo llamadas cilios que se agitan de un lado a otro. Suelen ayudar a las células traqueales a expulsar partículas diminutas que encuentran su camino en los conductos de aire de los pulmones. Estudios anteriores también habían demostrado que las células pueden formar organoides, agrupaciones de células muy utilizadas en investigación.
Gumuskaya experimentó con la composición química de las condiciones de crecimiento de las células traqueales y encontró la forma de que los cilios se orientaran hacia fuera en los organoides. Cuando encontró la matriz adecuada, los organoides se volvieron móviles al cabo de unos días y los cilios actuaron un poco como remos.
"No ocurrió nada el primer día, ni el segundo, ni el cuarto ni el quinto, pero como suele ocurrir en biología, hacia el séptimo día se produjo una rápida transición", explica. "Fue como el florecimiento de una flor. Al séptimo día, los cilios se habían volteado y estaban en el exterior".
"En nuestro método, cada antrobot crece a partir de una sola célula".
Es este autoensamblaje lo que los hace únicos. Otros científicos han fabricado robots biológicos, pero los construyeron a mano haciendo un molde y sembrando células para que vivieran encima, explica Levin.
Formas y tamaños diferentes
Los antrobots que creó el equipo no eran idénticos.
Algunos eran esféricos y estaban totalmente cubiertos de cilios, mientras que otros tenían una forma más parecida a la de un balón de fútbol y estaban cubiertos irregularmente de cilios. También se movían de formas diferentes: unos en línea recta, otros en círculos cerrados y otros sentados y contoneándose, según un comunicado de prensa sobre el estudio. Sobrevivieron hasta 60 días en condiciones de laboratorio.
Los experimentos descritos en este último estudio se encuentran en una fase inicial, pero el objetivo es averiguar si los antrobots podrían tener aplicaciones médicas, señalaron Levin y Gumuskaya. Para ver si tales aplicaciones eran posibles, los investigadores examinaron si los antrobots eran capaces de moverse sobre neuronas humanas cultivadas en una placa de laboratorio que había sido "arañada" para imitar el daño.
Se sorprendieron al ver que los antrobots estimulaban el crecimiento de la región dañada de las neuronas, aunque los investigadores aún no comprenden el mecanismo de curación, señala el estudio.
Falk Tauber, jefe de grupo del Centro de Materiales Interactivos y Tecnologías Bioinspiradas de la Universidad de Friburgo (Alemania), dijo que el estudio proporcionaba una base para futuros esfuerzos por utilizar los bio-robots para distintas funciones y fabricarlos de diferentes formas.
Tauber, que no participó en la investigación, dijo que los antrobots mostraron un "comportamiento sorprendente", en particular cuando se movían a través de los arañazos de las neuronas humanas y, en última instancia, los cerraban.
Dijo que la capacidad de crear estas estructuras a partir de las propias células de un paciente sugería diversas aplicaciones tanto en el laboratorio como, quizá en última instancia, dentro de los seres humanos.
Levin no cree que los antrobots planteen problemas éticos o de seguridad. No se fabrican a partir de embriones humanos, investigación que está muy restringida, ni se modifican genéticamente en modo alguno, afirmó.
"Viven en un entorno muy limitado, así que no hay posibilidad de que salgan o vivan fuera del laboratorio. No pueden vivir fuera de ese entorno tan específico", explicó. "Tienen una vida natural, así que al cabo de unas semanas se biodegradan sin problemas".
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Fuente: edition.cnn.com
