A palavra 'robô' evoca imagens de humano-uma máquina metálica artificial (humanóide) projetada e programada para executar automaticamente algumas tarefas para nós. No entanto, os robôs (ou bots) podem ter qualquer formato ou tamanho e podem ser feitos de qualquer material (incluindo materiais biológicos, como células vivas), dependendo do design e dos requisitos funcionais. Pode não ter qualquer forma física como no caso de Siri or Alexa. Os robôs são artefatos ou máquinas racionalmente projetados que apresentam autonomia e executam tarefas específicas.
Robôs biológicos (ou biobots) usam seres vivos células ou tecidos como material de fabricação. Como todos os robôs, os biobots também são máquinas programáveis, apresentam autonomia e realizam tarefas específicas. Estas são uma classe especial de estruturas sintéticas móveis e de vida ativa.
Os tecidos vivos per se, não são robôs. São partes de animais. A vida células tornam-se robôs quando são libertados das restrições normais e programados na forma e função desejadas, combinando e moldando artificialmente as células para exibir um comportamento específico.
xenobots foram os primeiros biorobôs totalmente biológicos criados em laboratório em 2020 usando óvulos de embriões de uma espécie de sapo chamada Xenopus laevis (daí o nome Xenobots). Foi o primeiro organismo artificial vivo, auto-reparável e auto-replicante. As células vivas foram utilizadas como blocos de construção que foram libertados das restrições normais do resto do embrião para dar origem a uma nova forma de vida artificial cuja morfologia e características foram artificialmente “projetadas”. O Xenobot, portanto, era um organismo sintético vivo. O desenvolvimento de Xenobots demonstrou que as células derivadas de um embrião de anfíbio podem ser programadas para a forma e função desejadas, liberando restrições naturais. No entanto, não se sabia se os biobots poderiam ser criados a partir de células não anfíbias ou adultas.
Os cientistas relataram agora a construção bem-sucedida de biobots usando células adultas de células não embrionárias. humano tecido com capacidades além dos Xenobots. Este biobot foi nomeado 'Antrobôs'por causa de sua humano origem.
Como os Xenobots foram derivados de células embrionárias de anfíbios moldando células individualmente, a equipe de pesquisa começou testando se a capacidade de dar origem a biobots é limitada a essas células de anfíbios ou se outras células adultas não anfíbias e não embrionárias também podem gerar biobots? Além disso, se as células-semente precisam ser necessariamente esculpidas individualmente para gerar biobots ou se a persuasão das células-semente iniciais também pode levar à autoconstrução de biobots? Para isso, em vez de tecidos embrionários, os pesquisadores utilizaram células somáticas adultas derivadas de humano epitélio pulmonar e foram capazes de gerar estruturas vivas novas, multicelulares, autoconstruídas e móveis, sem escultura manual ou usando qualquer maquinário externo que dê forma. O método usado é escalável. Foram produzidos enxames de biobots em paralelo, que se moviam por meio de propulsão acionada por cílios e viviam de 45 a 60 dias. Curiosamente, também foi observado que os Anthrobots se moviam através de quebras nas monocamadas neuronais e induziam a cura eficiente de defeitos in vitro.
A síntese dos Anthrobots é significativo porque demonstra que a plasticidade das células para dar origem aos biobots não se limita às células embrionárias ou anfíbias. Mostrou que adultos somáticos humano células selvagens sem qualquer modificação genética podem formar novos biobots sem qualquer maquinário externo que dê forma.
Os Anthrobots são uma melhoria em relação aos Xenobots e um avanço na tecnologia relevante que tem implicações significativas na produção de tecidos complexos para uso clínico em Medicina regenerativa. No futuro, poderá ser possível produzir Anthrobots personalizados para cada paciente e implantá-los no corpo sem induzir qualquer resposta imunológica.
***
Referências:
- Blackiston D. et al 2023. Robôs Biológicos: Perspectivas em um Campo Interdisciplinar Emergente. Robótica Suave. Agosto de 2023. 674-686. DOI: https://doi.org/10.1089/soro.2022.0142
- Gumuskaya, G. et ai. 2023. Autoconstrução de Biobots Vivos Móveis a partir de Adultos Pessoas Células de sementes progenitoras somáticas. Advanced Science 2303575. publicado: 30 de novembro de 2023 DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202303575
- Universidade Tufts 2023. Notícias – Cientistas constroem minúsculos robôs biológicos a partir de Pessoas Células. https://now.tufts.edu/2023/11/30/scientists-build-tiny-biological-robots-human-cells
- Ebrahimkhani Mo.R. e Levin M., 2021. Máquinas vivas sintéticas: uma nova janela para a vida. Perspectiva iScience. Volume 24, Edição 5, 102505, 21 de maio de 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102505
***
