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

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 se encontró la matriz correcta, los órganos se volvieron móviles después de unos días, y los cilios actuaban 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”.

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.

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.

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.