Científicos informáticos de la Universidad de Vermont y biólogos de la Universidad de Tufts han creado en laboratorio la primera generación de seres vivos artificiales, robots celulares vivientes tan sofisticados que tienen identidad propia y libre albedrío.
La proeza se inició el año pasado, cuando este mismo equipo reutilizó células vivas, extraídas de embriones de rana, y las ensamblaron en componentes artificiales para construir una forma de vida inédita que puede confundirse con seres vivos naturales microscópicos.
A esos seres híbridos, mitad naturales, mitad artificiales, los llamaron Xenobots: con un milímetro de ancho, pueden moverse hacia un objetivo, recoger una carga útil (como un medicamento que debe llevarse a un órgano de un paciente) e incluso curarse a sí mismos después de ser cortados.
Todo el proceso de creación de esta extraña criatura se rigió por un algoritmo inspirado en el funcionamiento de dos tipos de células capaces de realizar movimientos organizados.
Ese algoritmo se insertó en células madre de embriones de ranas africanas conocidas como Xenopus laevis, que es de donde tomaron el nombre de «Xenobots».
El resultado fue la creación de organismos sintéticos diseñados automáticamente por ordenador: combinan diferentes tejidos biológicos y son capaces de realizar funciones programadas informáticamente.
Esas formas corporales nunca vistas en la naturaleza comenzaron a trabajar juntas y formaron nuevas estructuras celulares siguiendo las instrucciones del algoritmo.
Nueva generación de Xenobots
No contentos con ese resultado, los investigadores han experimentado de nuevo con células embrionarias de la misma especie de rana, aunque con una novedad importante. Los resultados de este nuevo desarrollo se publican en la revista Science Robotics.
La novedad es que los nuevos Xenobots no están limitados por el programa genético correspondiente a su naturaleza, ni tampoco se les ha aplicado un programa informático de crecimiento.
El resultado no ha sido menos espectacular: las células de la nueva generación de Xenobots tomaron forma por sí mismas, de manera espontánea, sin programación previa, y actuaron como una comunidad, reaccionando ante otras células y participando en actividades colectivas.
Esas células híbridas pueden actuar como sensores, motores para el movimiento, redes de comunicación y computación, y dispositivos de grabación para almacenar información, destacan los investigadores en un comunicado.
La revista Quanta pone de manifiesto las profundas implicaciones de este resultado: lo más importante es que desvela cómo funcionan las células fuera del contexto genético que les es propio por su naturaleza.
Lo primero que apreciaron es que el genoma de la rana no es taxativo, ya que no obliga a las células embrionarias a proliferar, diferenciarse y organizarse de una única forma.
Nuevo tipo de criatura
En consecuencia, puede decirse que esta generación de Xenobots representa un nuevo tipo de criatura que destaca más por lo que hace, que por sus orígenes genéticos (en este caso de una especie de rana).
Michael Levin, uno de los artífices de este desarrollo, destaca al respecto que las células individuales no están determinadas solo por la genética, sino que, aunque se guían por el genoma, tienen capacidad de decisión (una especie de libre albedrío celular) que les permite crear diferentes cuerpos.
Considera que lo que el genoma aporta a las células naturales es solo un mecanismo que les impulsa a emprender actividades dirigidas a objetivos, y no un programa cerrado de evolución. Lo importante es adaptarse y sobrevivir.
Si eso es correcto, entonces la variedad de formas y funciones corporales que se dan en los organismos naturales, no es tanto el resultado de programas de desarrollo específicos escritos en sus genomas, sino de sus comportamientos celulares, que pueden provenir tanto del genoma como del medio ambiente, destaca Quanta.
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¿También las células humanas?
Los investigadores piensan también que, si la organización observada en estos organismos híbridos está en la base de la organización animal multicelular, las células humanas podrían comportarse también de la misma manera.
Eso significaría que, en el futuro, tal vez podamos alcanzar la capacidad de conseguir que nuestras células realicen cosas que en teoría podrían hacer, como por ejemplo la regeneración de extremidades.
A diferencia de los Xenobots, nuestras células todavía no se habrían «dado cuenta» de que disponen de esa opción. En un entorno adecuado, tal vez sean capaces de desarrollar esa capacidad.
Que las células puedan estar programadas para «calcular» colectivamente sus propias soluciones para el crecimiento y la forma, en lugar de lo que indica su genoma, tiene sentido también en términos evolutivos, porque significa que los objetivos colectivos de las células en un tejido sobreviven a perturbaciones traumáticas, explican los científicos.
Hasta tendrían un «Yo»
Las implicaciones no terminan ahí: los Xenobots incluso pueden considerarse organismos, en el sentido de que representan a una colección de células con una actividad organizada dirigida a un objetivo: tienen algún tipo de identidad o «yo», destacan los investigadores.
Y aunque esos organismos vivos artificiales no tienen sistema nervioso, pueden comunicarse entre sí: entre los Xenobots existe un intercambio de iones de calcio como el que se observa entre las neuronas.
De esas comunicaciones intercelulares surge una especie de código que permite a las células organizarse más o menos independientemente de sus genes, desafiando así las viejas ideas acerca de lo que define a un organismo.
Fuente TENDENCIAS 21