Células programables para fabricar autómatas
El equipo de Joshua Bongard pretende crear robots con tejido celular flexible.
«No«No son ni robots convencionales ni una nueva especie de ser vivo. Es algo que se encuentra a medio camino entre lo animal y lo material, una nueva clase de artefacto: un organismo vivo, programable».
Con estas palabras anunciaba al mundo su última hazaña el investigador informático Joshua Bongard, de la Universidad de Vermont, autor del artículo que ayer sacudió los cimientos de la bioingeniería desde las páginas de «Proceedings of the National Academy of Sciences». Él y su equipo han alumbrado por primera vez robots vivientes, células reprogramadas que se convierten en artefactos, a los que los técnicos llaman xenobots. Las nuevas «criaturas» fueron diseñadas en un superordenador en Vermont y luego probadas en la Universidad de Tufts. Por primera vez en la historia se han logrado fabricar máquinas a partir de material celular. Todo comenzó en el seno de un programa de ordenador. Utilizando el cluster de superordenadores Deep Green de la Universidad de Vermont, los investigadores crearon algoritmos para diseñar miles de formas vivas posibles a partir de datos conocidos sobre las características celulares de la rana y sobre las cualidades de sus tejidos. La intención era modelar informáticamente las instrucciones necesarias para que una célula se comporte como tal (por ejemplo, para que se desplace).
En las pantallas de ordenador aparecieron millones de algoritmos que, como si de un proceso evolutivo natural se tratase, fueron seleccionándose poco a poco.
Solo los más aptos sobrevivían.
Los mejores diseños fueron enviados a científicos de Tutfs encargados de convertir el modelo de silicio en vida de verdad. Para ello cultivaron células madre a partir de embriones de ranas africanas de la especie Xenupus laevis (de ahí el nombre de Xenorobot). Tras esperar que las células se desarrollaran, utilizaron material quirúrgico de tamaño nanométrico para cortar, separar, unir estructuras celulares siguiendo las instrucciones de los algoritmos diseñados en Vermont. Fue como levantar pequeñas construcciones de Lego a partir de un plano previo. En este caso, en lugar de castillos o aviones, las instrucciones sirvieron para construir células vivas con una determinada función.
Ensambladas en una forma que nunca antes había creado la naturaleza, las células comenzaron a cumplir su función tal como se esperaba. Las responsables del latido del corazón de la rana, por ejemplo, empezaron a latir, pero, en este caso, para desplazar de un lado a otro el nuevo organismo. Con las mismas piezas que la naturaleza usó para fabricar tejidos de rana, los científicos habían construido un ser artificial. Los nuevos organismos comenzaron a moverse en su entorno líquido con coherencia. Incluso se demostró que podrían ser diseñados para realizar tareas colaborativas, como moverse todos en la misma dirección empujando algo.
Decodificando la naturaleza
Los expertos creen que este tipo de «artefactos» podrán ser utilizados en el futuro para sustituir a las actuales máquinas. Pequeñas legiones de xenobots podrían introducirse en el cuerpo humano y llevar medicamentos a tejidos concretos (por ejemplo, insulina al páncreas de un diabético). O podrían generarse microcélulas que naveguen por las aguas de una depuradora devorando las toxinas.
Lo que este equipo ha logrado por primera vez es decodificar las instrucciones que la naturaleza da a las células para que se comporten de alguna manera y fabricar «organismos» inexistentes que saben entender esas instrucciones. Sería el primer paso para fabricar robots que no estén hechos de acero o plástico, sino de tejido celular flexible, auto reparable y fácilmente biodegradable. El primer paso hacia la creación de una nueva especie a medio camino entre lo natural y lo artificial. De momento, los únicos ejemplares que se han obtenido son pequeñas células torpes. Pero tiempo al tiempo...