Diseñados a partir de información genética real de ranas africanas, el grupo de investigadores norteamericanos creó a los diminutos “xenobots”, una creación híbrida entre robot y ser vivo.

Un equipo de científicos ha logrado construir milimétricos "robots vivos", creados y ensamblados a partir de células de ranas. Estos seres híbridos podrían tener diversos usos, como por ejemplo suministrar medicamentos, limpiar residuos tóxicos o recoger microplásticos en los océanos.

La descripción de estos "xenobots" se publicó esta semana en un artículo en la revista PNAS. El trabajo científico fue liderado por científicos de las universidades de Vermont y de Tufts, ambas en Estados Unidos.

Primeramente, los investigadores diseñaron estas "nuevas criaturas" a través de operaciones empleando un supercomputador (in silico o hechos por computadora o simulaciones computacionales), para posteriormente ser ensamblados y puestos a prueba en un organismo vivo (in vivo). Como resultado, este experimento pionero es la primera vez que se diseñaron máquinas completamente biológicas desde cero, según el equipo responsable.

Figura de simulaciones in silico e in vivo. Creditos: Kriegman, Blackiston, Levin, Bongard.

Se trata de "máquinas vivas novedosas", resumió en un comunicado Joshua Bongard, uno de sus responsables y experto en robótica y computación de la Universidad de Vermont, quien señaló: "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", aseguró por su parte Michael Levin, otro de los firmantes de este artículo y director del Centro de Biología Regenerativa y del Desarrollo de Tufts. Levin enumeró los diversos usos que podría tener estos organismos: buscar compuestos contaminantes, recoger microplásticos en los océanos o viajar en las arterias humanas.

Los científicos 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. Seguido, 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 se desechó 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 los "xenobots"-. Posteriormente, las separaron en células individuales y las dejaron incubar. 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 supercomputador.

Xenobot in vivo. Creditos: Kriegman.

Ensambladas en "formas corporales nunca antes vistas" en la naturaleza, las células comenzaron a trabajar juntas, aseguraron los investigadores. Estos explicaron 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 lo anterior, agregaron, ayudado por patrones espontáneos de auto-organización, permitiendo que los robots se movieran por su cuenta.

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, genéticamente, son ranas; es cien por cien ADN de rana… pero no son ranas", apuntó Levin, quien se preguntó qué más son capaces de hacer estas células.

El desarrollo y construcción de estos xenobots representa un pequeño paso para descifrar lo que este investigador llama "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 en su ambiente.