En enero de 2020, un equipo de investigadores estadounidense anunciaba que había conseguido crear una suerte de 'robot viviente' formado por células de embriones de rana combinadas con las pautas dadas por una inteligencia artificial. El resultado fue una especie de 'mota' de color encarnado capaz de moverse, organizarse en enjambres, autocurarse e incluso tener cierta memoria. Sus responsables, que los bautizaron como 'xenobots', afirman que son una nueva forma de vida. Y, ahora, han dado un paso más: aseguran que son capaces de crear copias de sí mismos. Las conclusiones acaban de publicarse en la revista 'Proceedings of the National Academy of Sciences' (PNAS).
Capitaneado por Joshua Bongard, informático de la Universidad de Vermont, y Michael Levin, biólogo en la Universidad de Tufts, el equipo utilizó las células de los embriones de ranas, concretamente de la especie
Xenopus laevis
. Usando un algoritmo que predecía la evolución de esos grupos de células, buscaron una opción biológica en la que esos nuevos seres se movieran de la forma que predecía el programa. Tras semanas buscando la mejor configuración, ensamblando distintos tipos de cientos de células simuladas, el ordenador llegó a la combinación adecuada: células del corazón y de la piel ensambladas de una forma específica.
Las células del corazón, actuaban a modo de 'motor' de la vida; y células de la piel, se encargaban de darle 'forma' y una estructura al cuerpo del xenobot. La tendencia de las células a unirse hizo el resto del trabajo. «Toda la gente del proyecto, incluido yo mismo, estaba atónita», afirmó hace dos años a la CBC Bongard. «No nos dimos cuenta de que esto era posible».
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Los xenobots se movían tal y como había predicho el ordenador. Y tenán la ventaja de que después de terminar su trabajo, unos días después, quedan convertidos en células muertas de piel, totalmente biodegradables. Pero los modelos se fueron refinando aún más. Crearon una segunda generación de xenobots que se recuperaba de una lesión en apenas unos minutos, incluso cuando casi eran cortados por la mitad; eran más rápidos y se podían coordinadamente, en grupo, muy útil para recoger, por ejemplo, microplásticos. Y llegaron más lejos. En el último artículo se describe cómo estos robots son capaces de tener 'memoria': en combinación con herramientas de ingeniería genética, se crearon uns xenobots de un brillante color verde que se tornaba en rojo cuando entraban en contacto con alguna sustancia indicada por el equipo. «Con esto probamos que nuestra tecnología podría combinarse con la ingeniería genética -afirma para ABC Bongard-. Pero nuestro trabajo muestra que la vida es capaz de sorprender con comportamientos nuevos y potencialmente útiles sin necesidad de modificación genética».
Un enjambre de xenobots (azul) trabaja en conjunto para agregar escombros (rojo)
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Douglas Blackiston y Sam Kriegman
Por ello, para este nuevo artículo el equipo no utilizó herramientas genéticas, sino que volvió a sus orígenes, con la intención de mostrar que los genes no 'codifican' una rana, un ser humano o cualquier otro organismo, sino «que la forma y función biológicas emergen de manera muy diferente a cómo nos enseñaron en la escuela», afirma Bongard. Es decir, que los mismos ingredientes de la vida pueden dar resultados muy diferentes; en este caso, ranas carnívoras o xenobots que se autorreplican a partir de las mismas células embrionarias.
Xenobots 'bebés'
En el primer experimento, los investigadores se dieron cuenta de que al colocar varios xenobots en la misma placa y añadiendo algunas microesferas, el enjambre se comportaba como una especie de 'perro pastor' con ellas, agrupándolas en pequeñas pilas. Aprovechando esta inesperada cualidad de los robots, en este último experimento, los investigadores cambiaron dichas 'bolitas' inertes por células de la piel de los embriones rana. «Los xenobots actúan como excavadoras de tamaño milimétrico: cuando se mueven alrededor de una placa de Petri, empujan las células sueltas y las organizan en grupos. Debido a que las células son pegajosas, se agrupan. Si la pila tiene suficientes células, después de unos cinco días le salen cilios, una especie de pelos que actúan como remos flexibles, lo que hace que la pila comience a moverse: este es un 'baby xenobot'», explica Bongard. El fenómeno, que los autores comparan con la boca del videojuego 'Pac-man', también ocurre con su descendencia, que a su vez crea nuevas copias más pequeñas de sí mismas. La vida se abre paso.
Una simulación de un organismo diseñado por ordenador que recolecta células madre en el medio ambiente (izquierda) predice con precisión el comportamiento del sistema in vitro (derecha)
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Sam Kriegman y Douglas Blackiston
Los investigadores indican que en ningún caso se trata de un mecanismo de reproducción. «Replicación es la palabra que se usa para cualquier cosa que haga copias de sí misma, incluidos los seres no vivos, como los virus informáticos. La reproducción es un término más específico que se refiere a ciertas formas en que ciertos organismos hacen copias de sí mismos. Es por ello que esta es una forma de replicación totalmente nueva, nunca antes vista en plantas o animales, pero no es una forma de reproducción», incide Bongard.
En cuanto a las aplicaciones de estos pequeños xenobots, el equipo afirma que podrían usarse para adherirse a cables y cerrar posibles fugas o daños en circuitos; o incluso ser el futuro de la biomedicina, ya que algunos pueden tener una especie de 'hueco' central que transporte medicamentos: «Como son biodegradables y biocompatibles, y sobreviven en agua dulce, podrían usarse para recolectar microplásticos de vías fluviales, inspeccionar sistemas de raíces en granjas hidropónicas, limpiar sistemas de filtración de agua obstruidos o sistemas de alcantarillado. A largo plazo, pueden realizar un trabajo útil dentro del cuerpo humano, si podemos aprender a fabricar biobots a partir de células humanas».
