Anthrobots, diminuts robots biològics a partir de cèl·lules humanes de la tràquea

Les cèl·lules de la tràquea d’adults sans han servit per crear un diminuts robots biològics, batejats com a "anthrobots", que en una placa de laboratori poden moure’s i estimular el creixement de neurones en cultiu que estan danyades.

La creació d’aquests robots, que varien en mida des de l’ample d’un cabell fins a la punta d’un llapis afilat i van ser fets per autoacoblar-se, és el resultat d’una investigació de les universitats de Tufts i Harvard (EUA) que donen els detalls en un estudi que publica Advances in Science.

El descobriment és un punt de partida per a la visió dels investigadors d’utilitzar biobots derivats de pacients com a noves eines terapèutiques per a la regeneració, la curació i el tractament de malalties, va destacar la Universitat de Tufts.

Aquesta investigació en succeeix una altra de publicada el 2020, en la qual un equip va aconseguir construir mil·limètrics robots acoblats a partir de cèl·lules embrionàries de granotes, anomenats "xenobots" i capaços de recollir material, registrar informació, curar-se a si mateixos i fins i tot replicar-se durant alguns cicles per si sols.

Els investigadors no sabien si aquestes capacitats depenien que derivessin d’un embrió d’amfibi o si els biobots podrien construir-se a partir de cèl·lules d’altres espècies.

Ara, l’equip ha descobert que aquest tipus de robots biològics poden crear-se a partir de cèl·lules adultes humanes sense cap modificació genètica i que mostren capacitats més enllà de l’observat amb els 'xenobots'.

Per al seu estudi, van fer servir cèl·lules humanes de la tràquea a què van donar l’oportunitat de reiniciar-se i trobar maneres de crear noves estructures i tasques.

De fet, van crear noves formes multicel·lulars i podien moure’s de diferents maneres sobre una superfície de neurones humanes conreades en una placa de laboratori, així com estimular un nou creixement per omplir els buits causats en raspar la capa de cèl·lules.

Els "anthrobots" fomenten el creixement de les neurones, doncs aquestes creixien sota la zona coberta per un conjunt agrupat d’aquests robots biològics, al qual van cridar "superbot", i no ho van fer en les zona on no eren.

Almenys al simplificat món 2D de la placa de laboratori, els conjunts d’"anthrobots" va fomentar la cicatrització eficaç del teixit neuronal viu, afegeix la universitat en un comunicat.

Encara que els investigadors encara no saben exactament com ho aconsegueixen, ara estan analitzant com funciona aquest mecanisme de curació i es preguntán què més poden fer aquestes construccions, va assenyalar Michael Levin, signant de l’article i de la Universitat de Tufts.

Per a Levin és "fascinant i completament inesperat que les cèl·lules traqueals de pacients normals, sense modificar el seu ADN, puguin moure’s per si soles i estimular el creixement neuronal a través d’una regió danyada".

Un avantatge d’utilitzar cèl·lules humanes inclouen la capacitat de construir robots a partir de les pròpies del pacient per realitzar treballs terapèutics sense el risc de desencadenar una resposta immune o requerir immunosupressors.

Aquests robots biològics només duren de 45 a 60 dies abans de descompondre’s de forma natural, per la qual cosa el cos pot reabsorbir-los fàcilment una vegada acabat el seu treball.

Fora del cos només poden sobreviure en condicions de laboratori molt específiques, pel que no hi ha risc d’exposició o propagació involuntària fora d’aquestes instal·lacions.

A més, no es reprodueixen i no tenen edicions, addicions o eliminacions genètiques, per la qual cosa no hi ha risc que evolucionin més enllà de les salvaguardes existents, assegura la universitat.

Per crear un d’aquests "anthrobots" es comença amb una cèl·lula derivada d’un donant adult procedent de la superfície de la tràquea. Estàs cèl·lules estan cobertes per projeccions semblants a pèls anomenades cilis que es mouen cap endavant i cap enrere.

Els investigadors van desenvolupar condicions de creixement que animaven als cilis a mirar cap a fora en els organoides i al cap de pocs dies van començar a moure’s, impulsats pels cilis que actuaven com a rems.

Els "anthrobots" s’autoacoblen a la placa de laboratori i, a diferència dels "xenobots", no necessiten pinces ni bisturís per donar-los forma, va explicar Gizem Gumuskaya, també signant de la investigació.

L’equip considera que un desenvolupament més important dels robots podria donar lloc a altres aplicacions, com l’eliminació de la placa acumulada a les artèries de pacients amb aterosclerosi, la reparació de danys a la medul·la espinal o els nervis de la retina, el reconeixement de bacteris o cèl·lules canceroses, o el subministrament de fàrmacs a teixits específics.