Cientistas construíram os primeiros robôs vivos usando células de sapos

Por , em 14.01.2020

Cientistas da Universidade de Vermont e da Universidade Tufts (ambas nos EUA) construíram robôs minúsculos feitos inteiramente de células vivas retiradas de sapos. 

Chamados de xenobots, eles têm menos de um milímetro, contêm entre 500 e 1.000 células e foram capazes de se organizar sozinhos e transportar cargas em uma placa de Petri. 

“Estas são novas máquinas vivas. Não são robôs tradicionais nem uma espécie conhecida de animal. É uma nova classe de artefato: um organismo vivo e programável”, afirmou o cientista da computação e roboticista Joshua Bongard, da Universidade de Vermont, ao Science Alert

As possibilidades de aplicação para esse tipo de tecnologia são inúmeras, desde entrega de remédios em locais específicos do organismo até reabilitação ambiental. 

A criação 

A manipulação de organismos vivos não é nenhuma novidade: acontece desde pelo menos o surgimento da agricultura. Hoje em dia, a edição genética tem se tornado mais comum, e organismos artificiais também já foram criados. 

A nova pesquisa, no entanto, é inédita. Segundo os cientistas, essa é a primeira vez que uma máquina biológica é construída a partir do zero. 

Para fazer isso, a equipe utilizou algoritmos em um supercomputador. As simulações mostraram as melhores configurações para células do coração e da pele de sapos pensando em algumas funções, como locomoção e transporte, com diferentes níveis de sucesso. 

Em seguida, os pesquisadores selecionaram as melhores configurações, aperfeiçoando-as, e as criaram utilizando células embriônicas de sapos africanos Xenopus laevis com a ajuda de um microcirurgião e de um fórceps e um eletrodo microscópicos. 

Resultado 

As configurações resultantes de fato eram capazes de se mover: as células da pele agiam como uma estrutura para manter o xenobot inteiro, enquanto as contrações das células do coração empurravam a máquina para a frente. 

Os robôs puderam se locomover em um ambiente aquoso por até uma semana sem a necessidade de nutrientes adicionais, utilizando apenas a carga de energia que já possuíam na forma de lipídios e proteínas. 

Uma das configurações tinha um buraco no meio para reduzir a resistência, e a equipe descobriu que podia utilizá-lo para transportar cargas.  

Além disso, quando o ambiente estava repleto de partículas, os xenobots trabalharam espontaneamente em conjunto, movendo-se de maneira circular para empurrar as partículas para um local. 

Outro benefício foi que, quando cortados no meio, os bots simplesmente se “renegeraram” e continuaram trabalhando. 

Por fim, quando ficavam sem nutrientes, os robôs simplesmente se tornavam um grupo de células mortas. Isso significa que são biodegradáveis, mais uma vantagem em relação a robôs de metal ou plástico. 

Vivos? 

Embora os robôs sejam feitos de células vivas, chamá-los de vivos pode ser polêmico. Isso porque a afirmação depende de uma definição de ser vivo: os xenobots não são capazes de se reproduzir nem de evoluir sozinhos, por exemplo. 

Apesar disso, a equipe acredita que os xenobots são um pequeno passo para desvendar o que chamam de “código morfogenético”, capaz de fornecer uma visão mais profunda da maneira como os organismos se organizam, calculam e armazenam informações com base em suas histórias e ambiente. 

“Você olha para as células com as quais construímos nossos xenobots e, genomicamente, são sapos. É 100% DNA de sapo – mas não são sapos. Então você pergunta, bem, o que mais essas células são capazes de construir?”, disse o biólogo Michael Levin, da Universidade Tufts. 

O estado atual dessas máquinas é basicamente inofensivo. No entanto, pesquisas futuras poderiam criar robôs utilizando células do sistema nervoso, por exemplo, ou desenvolver bioarmas com a tecnologia.  

Ou seja, antes deste tipo de estudo prosseguir, alguma regulação e orientação ética oficial precisarão ser formuladas. Principalmente porque existem muitas vantagens na descoberta. 

“Podemos imaginar muitas aplicações úteis para esses robôs vivos que outras máquinas não podem fazer, como pesquisar compostos desagradáveis ou contaminação radioativa, reunir microplásticos nos oceanos, viajar nas artérias para remover placas”, explica Levin. 

Além disso, o estudo é uma “contribuição direta” para um campo perigoso: o das consequências não intencionais. Ao analisar esses robôs vivos, podemos entender a consequência de diversas tecnologias emergentes que funcionam de maneira independente, como carros autônomos, a mudança de genes para destruir linhagens de vírus ou “muitos outros sistemas complexos e autônomos que moldarão cada vez mais a experiência humana”, conclui Levin. 

Um artigo sobre a pesquisa foi publicado na revista científica PNAS. [ScienceAlert, ScienceDaily]

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