Dissenyen petits "robots vius" a partir de cèl·lules de granota

Un equip de científics crea "noves criatures" a partir d'un supercomputador

Un equip de científics ha aconseguit construir mil·limètrics "robots vius" acoblats a partir de cèl·lules de granotes i que podrien servir per subministrar medicaments, netejar residus tòxics o recollir microplàstics als oceans.

La descripció d'aquests "xenobots" es publica aquest dilluns en un article a la revista PNAS, liderat per científics de les universitats de Vermont i de Tufts, totes dues als Estats Units, i recollit per l'agència Efe.

Els primers van dissenyar aquestes "noves criatures" a través d'operacions en un supercomputador i els segons es van encarregar d'acoblar-les i provar-les. És la primera vegada que es dissenyen màquines completament biològiques partint de zero, segons l'equip responsable.

Es tracta de "màquines vives noves", va resumir en un comunicat Joshua Bongard, un dels seus responsables i expert en robòtica i computació de la Universitat de Vermont, que apunta: "No són ni robots tradicionals ni una espècie animal ja coneguda, sinó una nova classe d'artefacte, un organisme viu i programable".

"Podem imaginar moltes aplicacions útils per a aquests robots vius que altres màquines no poden fer", va assegurar per la seva banda Michael Levin, un altre dels signants d'aquest article i director del Centre de Biologia Regenerativa i del Desenvolupament de Tufts. Entre aquestes tasques, va esmentar buscar compostos contaminants, recollir microplàstics als oceans o viatjar a les artèries humanes.

Els investigadors van començar utilitzant un algoritme evolutiu –els que es basen en els postulats de l'evolució biològica– per crear milers de possibles dissenys per a aquestes noves formes de vida.

Després van aplicar-hi regles bàsiques de biofísica per establir què podien fer les cèl·lules de la pell o cardíaques i es van quedar amb organismes simulats més reeixits i van rebutjar la resta.

Posteriorment els biòlegs de Tufts van transferir aquests dissenys a la vida: primer van recol·lectar cèl·lules mare "collides" dels embrions de granotes africanes, concretament de l'espècie Xenopus laevis –d'aquí ve el nom de  xenobots–. Després les van separar en cèl·lules individuals i les van deixar incubar, continua explicant el comunicat.

Més tard, amb ajuda d'unes diminutes pinces i un elèctrode encara més petit, les cèl·lules van ser tallades i unides altra vegada sota el microscopi copiant els models aconseguits al supercomputador.

Acoblades en "formes corporals mai vistes" en la natura, les cèl·lules van començar a treballar juntes, segons els investigadors, que van explicar que les cèl·lules de la pell van formar una arquitectura més passiva, mentre que les del múscul cardíac van anar creant un moviment cap endavant més ordenat, tal com havien dissenyat els algoritmes. Tot això, han afegit, ajudat per patrons espontanis d'autoorganització que permeten que els robots es moguin pel seu compte.

100% biodegradables

Aquests robots són, a més, totalment biodegradables: quan acaben la seva feina després de set dies són només cèl·lules de pell mortes.

"Mires les cèl·lules amb què hem estat construint els nostres xenobots i, genòmicament, són granotes. És cent per cent ADN de granota. Però no són granotes", ha apuntat Levin, que es va preguntar què més són capaços de fer aquestes cèl·lules.

I és que construir aquests xenobots –que seguiran desenvolupant– és un petit pas per desxifrar el que aquest investigador en diu "codi morfogenètic", que proporciona una visió més profunda, de manera general, de com els organismes estan organitzats i com computen i emmagatzemen informació basada en les seves històries i ambient.

EDICIÓ PAPER 08/08/2020

Consultar aquesta edició en PDF