Un grupo de científicos estadounidenses logran crear los primeros seres vivos programables como si de robots se tratasenA medio camino entre el artificio y la vida

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A comienzos del siglo XIX Mary Shelley se imaginó cómo un logro que parecía imposible para la ciencia se podía transformar en el desencadenante de una novela de terror: un apasionado por el secreto detrás de la vida, el doctor Frankenstein, animaba artificialmente a un monstruo construido a partir de diferentes piezas extraídas de cadáveres humanos. La obsesión del ser humano por alcanzar el podio de Dios sobre la vida lo llevó a construir máquinas que en relativamente poco tiempo ya sobrepasaron las propias capacidades de sus creadores, pero hasta hace poco aún faltaba dotar a estar máquinas del toque orgánico del monstruo de Frankenstein. Actualmente ya podemos decir que la ciencia lo ha logrado: ha unido el artificio y la vida. El milagro la humanidad se lo debe a cuatro jóvenes científicos estadounidenses que lograron crear con células animales unos «organismos reprogramables» cuyas aplicaciones a futuro podrían facilitar la lucha contra enfermedades como el cáncer o contra el cambio climático.

 

Los investigadores, dos biólogos llamados Michael Levin y Douglas Blackiston y dos expertos en robótica llamados Josh Bongard y Sam Kriegman, fueron financiados por el Departamento de Defensa de Estados Unidos y para su ambicioso proyecto decidieron utilizar dos tipos diferentes de células pertenecientes a la rana de uñas africana. Gracias a un ordenador el equipo simuló la formación de miles de agregados de células tanto del corazón como de la piel (las primeras más contráctiles que las segundas). La simulación de estos agregados, de diferentes formas, permitirían también predecir su comportamiento. Como principal resultado se obtuvo una máquina biológica de medio milímetro de unos pocos cientos de células y dotada de la capacidad de moverse en una dirección previamente determinada. “Parece que estos biobots son una tercera clase de materia animada: no son robots ni son, estrictamente, organismos. Creo que estos biobots obligarán a los biólogos y a los filósofos a repensar nuestras definiciones de la vida y de lo que es una máquina. En el futuro, ¿los organismos diseñados por ordenador deberían tener los mismos derechos que las personas y los animales evolucionados naturalmente?”, reflexionó en una entrevista a El País de Madrid Josh Bongard, investigador de la Universidad de Vermont.

Los robots biológicos creados por el equipo norteamericano podrán estar formados por células de rana, pero poco tienen que ver con un batracio. Incluso el monstruo de Frankenstein presentaba un comportamiento más cercano al origen de sus componentes. Aunque el avance científico aún es tímido, estos nuevos «biobots» echarán luz sobre los misterios que encierran a la vida y su perpetuación. La lucha por la supervivencia, la motivación por sobrevivir de los seres vivos, y las causas de las adaptaciones diferentes que este impulso adopta en las diferentes especies permanecen aún entre las sombras a los ojos de la comunidad científica. “La gran pregunta aquí es: ¿Cómo cooperan las células para construir cuerpos complejos y funcionales? ¿Cómo saben qué tienen que construir? ¿Qué señales intercambian entre ellas?”, se preguntó Michael Levin, científico de la Universidad Tufts, la cual se encuentra cerca de Boston. “Una vez que descubramos cómo incitar a las células a construir estructuras específicas, no solo tendremos un impacto enorme en la medicina regenerativa —construyendo partes del cuerpo o induciendo su regeneración—, sino que podremos utilizar estos mismos principios para mejorar la robótica, los sistemas de comunicación y, quizás, las plataformas de inteligencia artificial”, calcula Levin.

Los resultados de la investigación fueron publicados en la revista PNAS y en la misma publicación puede leerse: “Mostramos un modelo escalable para crear nuevas formas de vida funcionales”. “Si logramos automatizar la fabricación de los diseños por ordenador, podríamos concebir enormes enjambres de biobots. Y estos podrían incluso ser capaces de unirse en tamaños cada vez mayores. Podríamos tener biomáquinas muy grandes en el futuro”, explicó Josh Bongard. Hasta ahora el equipo ha llevado a cabo simulaciones de hasta 270.000 células, cuando un cuerpo humano tiene unos 30 billones. Los avances en este tipo de tecnología permitirán en el futuro afrontar un montón de problemas que son inabordables por la ciencia actual. Por ejemplo, los autores del estudio prevén que estas diminutas máquinas biológicas podrían utilizarse para arrastrar desperdicios que flotan en el océano o para neutralizar toxinas en nuestro organismo. “Quizás, en el futuro, se podrían liberar en el océano grandes enjambres de biobots, para que reuniesen los microplásticos en grandes cúmulos que pudiesen ser recogidos por barcos. Al final, como los biobots son 100% biodegradables, se convertirían en alimento para la vida marina”, especuló Bongard.

“Otros enjambres podrían encontrar pequeñas cantidades de metales pesados en suelos contaminados. Y, si es posible hacerlos de un tamaño lo suficientemente pequeño, los biobots podrían flotar en el aire y recoger partículas contaminantes”, continuó el experto en robótica. Aunque el descubrimiento del equipo de Bongard es revolucionario, todavía resta mucho por hacer para que sus sueños se hagan realidad. “El equipo de Levin ha dado un salto importante en biología sintética, pero esos miniorganismos necesitarán sensores para poder hacer cosas complejas. Añadir esos sensores será el salto cualitativo que habrá que dar en el futuro”, observó al respecto el biofísico Ricard Solé, experto en sistemas complejos de la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona. Por su parte, la química Berta Esteban Fernández de Ávila, quien está acostumbrada a combinar microrrobots con células vivas en la Universidad de California, considera que el avance de Bongard es muy prometedor para la microcirugía en humanos. “Independientemente de la toxicidad de las células, habría que asegurar una forma de inactivarlas después de realizar la función deseada. Por dar un ejemplo, a veces aplicamos microrrobots en el estómago y aprovechamos la acidez del propio fluido gástrico para desactivarlos”, apuntó la investigadora.

Aún queda mucho por recorrer, pero quizás estos biobots sea nuestro boleto de salida a la crisis climática que vivimos. Aunque pueda representar un riesgo, Bongard considera que un paso importante para esto sería que sus robots biológicos fuesen capaces de reproducirse. “Sería un camino arriesgado. Sin embargo, puede terminar siendo una de las mejores rutas para abordar los importantes desafíos ecológicos que plantea el cambio climático”, opinó el científico. “Es difícil saber ahora si esta tecnología podría tener consecuencias no deseadas o cómo alguien podría abusar de ella. Pero creemos que, si esta tecnología madura, podríamos necesitar una regulación. Ya está ocurriendo con la inteligencia artificial y con la robótica, que durante mucho tiempo estuvieron sin regular”, concluyó Bongard.

 

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