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| Las pequeñas maravillas, que se muestran aquí en verde, se abren camino a través de un espacio entre las células neuronales, fomentando la curación. Crédito: Gizem Gumuskaya, Universidad de Tufts |
Es posible que la medicina regenerativa haya agregado una nueva herramienta a su arsenal: los científicos han creado pequeños robots biológicos a partir de células humanas vivas. Aunque pueden ser pequeños, los robots autoensamblados son poderosos, y un estudio demuestra su potencial para curar y tratar enfermedades.
El equipo ya había demostrado sus habilidades en robótica biológica en 2020 con la creación de Xenobots, hechos a partir de células embrionarias de rana. Incluso lograron diseñar Xenobots para que pudieran reproducirse de una manera que ningún animal o planta vivo lo hace, algo que nunca antes se había visto.
Los investigadores no estaban seguros de si las increíbles capacidades de los Xenobots se debían de alguna manera a sus orígenes anfibios, por lo que querían descubrir si también se podían crear biobots a partir de células de otros organismos. ¿Y por qué no empezar con los humanos?
El punto de partida de los robots más nuevos, llamados antrobots, es una única célula humana adulta extraída de la tráquea. Este tipo de células están cubiertas por pequeñas estructuras parecidas a pelos llamadas cilios que ayudan a mantener pequeñas partículas fuera de nuestros pulmones. Al manipular sus condiciones de crecimiento en el laboratorio, el equipo pudo alentar a las células a replicarse en organoides multicelulares con los cilios hacia afuera.
Ahora, con su capa de cilios en forma de remo batiéndose, las células podrían moverse.
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En esta imagen coloreada, puedes ver la capa peluda de cilios en la superficie del Anthrobot. Crédito: Gizem Gumuskaya, Universidad de Tufts. |
Surgieron algunas variantes diferentes de los antropobots, con formas ligeramente diferentes y tamaños que oscilaban entre 30 y 500 micrómetros. Dependiendo de la disposición de sus cilios, se movían de manera diferente: moviéndose, viajando en línea recta o moviéndose en círculos. Pueden sobrevivir en el laboratorio hasta 60 días antes de degradarse naturalmente.
Esta capacidad de formar espontáneamente su propia forma es una de las varias ventajas de los antropobots.
"A diferencia de los Xenobots, no requieren pinzas ni bisturíes para darles forma, y podemos utilizar células adultas -incluso células de pacientes ancianos- en lugar de células embrionarias", explicó su creadora, la estudiante de doctorado Gizem Gumuskaya, en un comunicado. "Es totalmente escalable: podemos producir enjambres de estos robots en paralelo, lo que es un buen comienzo para desarrollar una herramienta terapéutica".
Una de estas posibles aplicaciones terapéuticas es la curación. El equipo observó que cuando se agregaba un grupo de antropobots (llamado "superrobot") a las neuronas cultivadas en el laboratorio, que habían sido dañadas al raspar la capa de células, las maravillas en miniatura estimulaban el crecimiento de nuevas células para llenar el vacío.
Y recuerda, los antropobots están hechos de células traqueales, no de neuronas. Los científicos quedaron sorprendidos por sus capacidades, que abren una gran cantidad de aplicaciones potenciales en enfermedades neurológicas, daños tisulares y administración de fármacos. El hecho de que las células crezcan naturalmente en tal variedad de estructuras, y que teóricamente se puedan recolectar las propias células del paciente para el proceso, limitando así las posibilidades de reacciones inmunes adversas, significa que probablemente solo estemos arañando la superficie de las posibilidades. .
"Dos diferencias importantes con respecto a los ladrillos inanimados son que las células pueden comunicarse entre sí y crear estas estructuras dinámicamente, y cada célula está programada con muchas funciones, como movimiento, secreción de moléculas, detección de señales y más", dijo Gumuskaya. "Sólo estamos descubriendo cómo combinar estos elementos para crear nuevos planes y funciones biológicas del cuerpo, diferentes a los que se encuentran en la naturaleza".
"Los conjuntos celulares que construimos en el laboratorio pueden tener capacidades que van más allá de lo que hacen en el cuerpo", añadió el autor principal Michael Levin, director del Allen Discovery Center de la Universidad de Tufts.
“Es fascinante y completamente inesperado que las células traqueales de pacientes normales, sin modificar su ADN, puedan moverse por sí solas y estimular el crecimiento neuronal a través de una región dañada. Ahora estamos analizando cómo funciona el mecanismo de curación y preguntándonos qué más pueden hacer estas construcciones”.
El estudio se publica en la revista Advanced Science.