Cientistas criam pequenos robôs biológicos a partir de células humanas

Estes robôs multicelulares, cujo tamanho varia entre a largura de um cabelo humano e a ponta de um lápis afiado, têm a capacidade de se auto-montar e demonstraram um efeito curativo notável noutras células. Esta descoberta abre caminho à utilização de biobots, derivados de pacientes, como novos instrumentos terapêuticos para a regeneração, a cura e o tratamento de doenças.

Este trabalho baseia-se em investigações anteriores em que foram criados robôs biológicos multicelulares a partir de células embrionárias de rã, conhecidos como "Xenobots". No entanto, este novo estudo descobriu que os robôs também podem ser criados a partir de células humanas adultas sem modificação genética, mostrando algumas capacidades para além das observadas com os Xenobots.

Isto começa a responder a questões sobre as regras que regem a forma como as células do corpo se reúnem e trabalham em conjunto, e se podem reorganizar-se em diferentes "planos corporais" para desempenhar outras funções.

Os investigadores deram às células humanas a oportunidade de se reiniciarem e de encontrarem formas de criar novas estruturas e tarefas. Descobriram que estas células não só podiam criar novas formas multicelulares, como também se podiam mover de diferentes formas sobre uma superfície de neurónios humanos cultivados numa placa de laboratório e encorajar um novo crescimento para preencher as lacunas causadas por arranhões na camada celular.

Robôs que se montam praticamente sozinhos

Levin, diretor do Allen Discovery Center da Tufts e membro associado do Instituto Wyss, referiu que as vantagens da utilização de células humanas incluem a capacidade de construir robôs a partir das células do próprio doente para realizar um trabalho terapêutico sem o risco de desencadear uma resposta imunitária ou de necessitar de imunossupressores.

Além disso, os Anthrobots só podem sobreviver em condições laboratoriais muito específicas, pelo que não há risco de exposição ou de propagação indesejada fora do laboratório. Também não se reproduzem e não têm edições, adições ou eliminações genéticas, pelo que não há risco de evoluírem para além das salvaguardas existentes.

Estes Anthrobots montam-se automaticamente na placa de laboratório e, ao contrário dos Xenobots, não requerem pinças ou bisturis para serem moldados, e podem ser utilizadas células adultas, mesmo de doentes idosos, em vez de células embrionárias. O processo é totalmente escalável e podem ser produzidos enxames destes robôs em paralelo, o que é um bom começo para o desenvolvimento de uma ferramenta terapêutica.

Em testes laboratoriais, os Anthrobots geneticamente não modificados provocaram um crescimento substancial, criando uma ponte de neurónios tão espessa como o resto das células saudáveis na placa. De acordo com os investigadores, o desenvolvimento futuro dos robôs poderá levar a outras aplicações, incluindo a limpeza da placa acumulada nas artérias de doentes com aterosclerose, a reparação de danos na medula espinal ou nos nervos da retina, o reconhecimento de bactérias ou células cancerígenas ou a administração de medicamentos a tecidos específicos.

Gizem Gumuskaya, principal autor do estudo, explicou que as células têm a capacidade inata de se auto-montarem em estruturas maiores de certas formas fundamentais, o que ajuda os cientistas a construir os robôs e também a compreender como se montam os planos naturais do corpo, como o genoma e o ambiente trabalham em conjunto para criar tecidos, órgãos e membros, e como os restaurar com tratamentos regenerativos.

Referência da notícia:
Gumuskaya G., Srivastava P., Cooper B., et al. Motile Living Biobots Self-Construct from Adult Human Somatic Progenitor Seed Cells. Advanced Science (2023).