Los científicos crean pequeños robots a partir de células humanas que pueden curar el tejido neuronal

En un desarrollo innovador, los investigadores han creado una nueva clase de robots biológicos multicelulares que se construyen solos. Estos robots se derivan de material humano: células progenitoras somáticas, un tipo de célula madre.

Estos ‘Antrobots’, como se les llama, se forman a partir de células pulmonares humanas adultas y muestran habilidades notables, como la autoconstrucción y el movimiento impulsado por los cilios. Este avance no sólo mejora la comprensión de la plasticidad celular sino que también abre nuevas posibilidades curativas en la medicina regenerativa y la robótica.

Robots pequeños y funcionales

Cada Anthrobot comienza como una sola célula, derivada de un pulmón humano adulto. Este robot en etapa inicial pasa luego por un sofisticado proceso cultural. En este proceso, se organiza en una estructura multicelular móvil con diámetros que oscilan entre 30 y 500 micrones, comparable en tamaño al ancho de un cabello humano. Esta transición es crucial, ya que la disminución de la viscosidad permite que la orientación de los cilios mire hacia afuera, fundamental para el movimiento.

No es la primera vez que se crean bots de este tipo. El biólogo Michael Levin de la Universidad de Tufts y sus colegas ya han desarrollado pequeños robots. Pero estaban hechos de células embrionarias de rana y no se podía hacer mucho con ellas.

Ahora, la nueva generación de Anthrobots está hecha de células humanas. También pueden realizar un tipo diferente de comportamiento, moviéndose en patrones que van desde bucles cerrados hasta líneas rectas, con velocidades de entre 5 y 50 micrones por segundo. Esta versatilidad se debe a su diversidad morfológica, con variaciones en la polarización corporal y la ciliación que influyen directamente en su movimiento.

Pero ¿qué pueden hacer realmente?

Antrobot, ve a curarte

Para probar el potencial terapéutico de los antropobots, Levin y sus colegas diseñaron una prueba. Pusieron varios en un plato pequeño. Los robots se fusionaron, formando un robot más grande. Luego se colocó el robot más grande encima de una capa de tejido neural rayado. En tres días, el Anthrobot curó el tejido. Esto es notable porque no era necesariamente algo que los investigadores esperaran hacer, particularmente sin ninguna programación genética. De hecho, los investigadores no estaban seguros de qué harían los robots.

Por supuesto, una cosa es curar algo en una placa de Petri y otra curar algo en un cuerpo humano real. Pero esto ofrece grandes esperanzas para robots potencialmente personalizados en medicina.

Los Anthropots ofrecen una nueva forma de diseñar tejidos y estructuras complejos sin la necesidad de manipulación genética directa o escultura manual. Esta capacidad es muy prometedora para la medicina regenerativa, la construcción sostenible e incluso la exploración espacial. El potencial para reparar arañazos en láminas de células neurales humanas in vitro demuestra su relevancia inmediata en contextos biomédicos.

La investigación también puede ayudar a los investigadores a aprender más sobre cómo desarrollar dichos robots.

Sólo el comienzo para los robots móviles

Un aspecto fascinante de los Anthrobots es su simetría bilateral, que varía según su tipo de movimiento. Los antropotas que se mueven linealmente muestran mayores grados de simetría bilateral, una característica que también se observa en muchas especies naturales. Esta característica resalta las profundas raíces biológicas y el potencial de estas construcciones sintéticas.

Además, parece que los Anthropots muestran una correlación entre distintos tipos de movimiento y morfologías. Esta observación es crucial para comprender las reglas de autoensamblaje a macroescala y manipular sus propiedades funcionales para aplicaciones específicas. En otras palabras, una vez que entendamos qué diferencia hacen los colectivos celulares, entonces podremos comenzar a controlarlos para tareas más avanzadas, tal vez incluso para que vuelvan a crecer las extremidades perdidas.

En última instancia, la convergencia de la biología y la ingeniería en forma de Anthropots muestra el inmenso potencial sin explotar de este enfoque. Desafía los paradigmas existentes en biología y abre territorios desconocidos en medicina y tecnología. Es posible que estemos al borde de una nueva y apasionante frontera para la medicina personalizada.

El estudio fue publicado en Ciencia avanzada.