Peixe construído com plástico e células do coração nada por três meses
Um mundo de robôs biológicos está apenas a um batimento cardíaco de distância. Músculos artificiais baseados em células cardíacas humanas foram usados para alimentar um peixe nadador por mais de três meses. Saiba mais aqui!
Os investigadores da Universidade de Harvard, em Cambridge (Estados Unidos), em colaboração com os cientistas da Universidade de Emory, em Atlanta (Estados Unidos), desenvolveram o primeiro peixe bio-híbrido, totalmente autónomo, a partir de células musculares cardíacas derivadas de células-tronco humanas.
O peixe artificial nada de forma a recriar as contrações musculares de um coração a bombear sangue. O projeto aproxima a ciência do desenvolvimento de uma bomba muscular artificial mais complexa, além de fornecer uma plataforma para estudar doenças cardíacas como a arritmia.
Este peixe híbrido é feito de papel e plástico revestido de gelatina, e é alimentado por nutrientes na lagoa onde se encontra. O bio-peixe manteve o movimento por 108 dias, isto é, 38 milhões de batidas da cauda.
Segundo Kit Parker, do Wyss Institute Harvard, em vez de se utilizar imagens do coração como um modelo, estão a identificar os principais princípios biofísicos que fazem o coração funcionar. A ideia passa por fazer engenharia reversa da capacidade do coração humano de bater mais de um bilião de vezes durante a sua vida, enquanto reconstrói as células em tempo real. "O nosso objetivo final é construir um coração artificial para substituir um coração malformado", acrescenta ainda Kit Parker.
O facto mais interessante sobre estes peixes, que os investigadores não esperavam, é o tempo e a velocidade a que nadam. À medida que os músculos amadureceram ao longo do primeiro mês, eles tornaram-se “mais aptos”, melhorando assim o desempenho de natação do bio-robô. Os investigadores afirmam que eventualmente atingiu velocidades semelhantes a de um peixe-zebra.
O bio-robô regenerou os músculos cardíacos cerca de cinco vezes em 108 dias
A parte central da experiência foi um aglomerado de células que sincronizavam a contração alternada das células musculares, fazendo com que a cauda produzisse um movimento de natação sustentado. Estas células estão por detrás de doenças cardíacas humanas, como a arritmia.
As primeiras experiências estimularam artificialmente as células cardíacas. Depois, os peixes foram colocados numa incubadora e esquecidos durante várias semanas. Quando a equipa voltou, todos os peixes estavam a nadar sozinhos.
Contudo, a robótica bio-híbrida não é o objetivo principal da investigação. Em vez disso, a equipa de investigação espera, eventualmente, encontrar formas de produzir corações bioartificiais para humanos.
Os investigadores de Harvard dizem que o próximo desafio será descobrir como manter vivos os músculos maiores e, portanto, corações artificiais mais poderosos (e bio-robôs). Isso pode envolver engenharia reversa de sistemas vasculares e de vasos sanguíneos de mamíferos e sistemas digestivos.
O grupo de biofísica de Harvard, em 2012, usou células cardíacas de ratos para construir uma bomba biorobótica.