Robótica: pequeños robots vivos fabricados a partir de células humanas sorprendieron a los científicos

Robótica: pequeños robots vivos fabricados a partir de células humanas sorprendieron a los científicos

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Los científicos han creado pequeños robots vivos hechos de células humanas que pueden moverse Según un nuevo estudio, en una placa de laboratorio, algún día podría ayudar a curar heridas o tejidos dañados.

Un equipo de la Universidad de Tufts y el Instituto Wyss de la Universidad de Harvard llamó a estas creaciones «robots». La investigación se basa en trabajos previos de algunos de los mismos científicos que han hecho esto. Los primeros robots vivoso xenobots, están hechos de células madre obtenidas de embriones de la rana africana con garras (Xenopus laevis).

«Algunas personas pensaban que los rasgos de los xenobots dependían en gran medida del hecho de que eran embrionarios y anfibios», dijo el autor del estudio Michael Levin, profesor de biología de la Universidad Vannevar Bush en la Facultad de Artes y Ciencias de Tufts.

«No creo que esto tenga nada que ver con ser un feto. Esto no tiene nada que ver con ser una rana. Creo que es una propiedad más general de los seres vivos».

«No nos damos cuenta de todas las competencias que tienen las células del cuerpo».

Mientras estuvieron vivos, los robots no eran organismos completos porque no tenían seres completos. ciclo vital, Dijo Levin.

“Nos recuerda estas duras categorías binarias con las que hemos tratado: ¿Es esto un robot, es un animal, es una máquina? Este tipo de cosas no nos sirven bien. Necesitamos superar eso”.

La investigación fue publicada el jueves en Revista de ciencia avanzada.

Los científicos utilizaron células humanas adultas de la tráquea, o tráquea, de donantes anónimos de diferentes edades y sexos. Gizem, coautor del estudio, dijo que los investigadores se centraron en este tipo de célula porque es relativamente fácil de acceder debido al trabajo sobre el coronavirus y las enfermedades pulmonares y, lo que es más importante, debido a la característica que los científicos creen que hace que las células sean móviles. Gumoskaya, estudiante de doctorado de la Universidad de Tufts.

Las células traqueales están cubiertas por protuberancias parecidas a pelos llamadas cilios, que se mueven hacia adelante y hacia atrás. Normalmente ayudan a las células bronquiales a expulsar pequeñas partículas que llegan a las vías respiratorias de los pulmones. Estudios anteriores también han demostrado que las células pueden formar organoides, grupos de células ampliamente utilizados en la investigación.

Gomoskaya experimentó con la composición química y las condiciones de crecimiento de las células traqueales y encontró una manera de estimular que los cilios apunten hacia afuera en los organoides. Una vez que encontraron la matriz adecuada, los orgánulos se volvieron móviles después de unos días, y los cilios actuaron como paletas.

«No pasó nada el día uno, el día dos, el día cuatro o cinco, pero como suele ocurrir en biología, alrededor del día siete, hubo un cambio rápido», dijo. «Era como una flor abierta. Al séptimo día, los cilios se habían volteado y estaban afuera.

«En nuestro método, cada robot crece a partir de una sola célula».

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Este autoensamblaje es lo que lo hace único. Los robots biológicos fueron fabricados por otros científicos, pero fueron hechos a mano haciendo un molde y células semilla para vivir encima, dijo Levine.

Gizem Gumuskaya, Universidad de Tufts

Cada robot crece a partir de una sola célula.

Diferentes formas y tamaños

Los robots que creó el equipo no eran idénticos.

Algunos eran esféricos y estaban completamente cubiertos de cilios, mientras que otros tenían forma de pelota de fútbol y estaban cubiertos de cilios de forma irregular. También se movían de diferentes maneras: algunos en línea recta, otros en círculos cerrados, mientras que otros se sentaban y se mecían, según un comunicado de prensa sobre el estudio. Han sobrevivido hasta 60 días en condiciones de laboratorio.

Levine y Gomoskaya dijeron que los experimentos descritos en este último estudio aún se encuentran en una etapa temprana, pero el objetivo es ver si los robots podrían tener aplicaciones médicas. Para ver si tales aplicaciones eran posibles, los investigadores examinaron si los robots eran capaces de moverse sobre neuronas humanas cultivadas en una placa de laboratorio que había sido «rayada» para imitar el daño.

Se sorprendieron al ver que los robots estimulan el crecimiento en el área dañada de las neuronas, aunque los investigadores aún no entienden por qué es así. El estudio indicó un mecanismo de curación.

Falk Tauber, líder del grupo del Centro de Materiales Interactivos y Biotecnologías de la Universidad de Friburgo en Alemania, dijo que el estudio proporcionó una base para esfuerzos futuros para utilizar biorobots para diferentes trabajos y darles diferentes formas.

Gizem Gumuskaya, Universidad de Tufts

El robot, en verde, crece rascando el tejido neural, en rojo.

Tauber, que no participó en la investigación, dijo que los robots mostraron un «comportamiento sorprendente», especialmente cuando atravesaron rayas en las neuronas humanas y finalmente las apagaron.

La capacidad de crear estas estructuras a partir de las propias células de un paciente sugiere diversas aplicaciones tanto en el laboratorio como quizás eventualmente en humanos, dijo.

Levin dijo que no cree que los robots planteen ningún problema ético o de seguridad. Dijo que no están hechos de embriones humanos, ni están sujetos a investigaciones altamente restringidas ni modificados genéticamente de ninguna manera.

«Viven en un entorno muy restringido, por lo que no hay posibilidad de que escapen o sobrevivan de alguna manera fuera del laboratorio. No pueden vivir fuera de ese entorno tan específico», dijo. «Tienen una vida normal, así que después de unas semanas se biodegradan sin problemas”.

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