Una nueva forma de vida sintética se reproduce por primera vez

Un equipo de investigadores estadounidense ha echado mano de una inteligencia artificial para crear una nueva versión de los ‘Xenobots’ —unas máquinas biológicas hechas a base de células de rana— y el resultado ha sido sorprendente: los nuevos robots orgánicos son capaces de autoreproducirse de una manera jamás observada antes por la ciencia.

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Como ya vimos aquí en Novaceno hace unos meses, este mismo equipo de investigadores ya había creado en 2020 los ‘Xenobots’ 1.0, que fueron los primeros robots 100% orgánicos creados por el hombre. Luego desarrollaron los ‘Xenobots’ 2.0, capaces de moverse por su cuenta, organizarse en enjambres, autocurarse y tener memoria. Y ahora han dejado en manos de un supercomputador el diseño de esta nueva y revolucionaria versión y han publicado los resultados de sus estudios en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

La base de los ‘Xenobots’ son las células embrionarias de la rana Xenopus laevis, que se encuentran en la superficie del animal y que, en circunstancias normales, acaban convirtiéndose en piel. "Estarían situadas en el exterior de un renacuajo, manteniendo alejados a los patógenos y redistribuyendo la mucosidad", asegura el doctor Michael Levin, profesor de biología y director del Allen Discovery Center de la Universidad de Tufts, en EE.UU., que ha sido uno de los creadores de los ‘Xenobots’."Pero los estamos poniendo en un contexto novedoso. Les estamos dando la oportunidad de reimaginar su multicelularidad".

Otro de los investigadores de la Universidad de Tufts, el profesor Douglas Blackiston, asegura que la gente ha pensado durante mucho tiempo que hemos visto todas las formas en que la vida puede reproducirse o replicarse. Pero admite que esto es algo que nunca se había observado antes.

"Se trata de células de rana que se replican de una forma muy diferente a como lo hacen las ranas. Ningún animal o planta conocido por la ciencia se replica de esta manera", comenta Sam Kriegman, autor principal del nuevo estudio e investigador posdoctoral en el Centro Allen de Tuft y en el Instituto Wyss de Ingeniería Inspirada Biológicamente de la Universidad de Harvard.

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Para encontrar esas nuevas formas de reproducción, los científicos usaron el superordenador de la Universidad de Vermont (UVM) con una inteligencia artificial especializada en evolución biológica para conseguir lo que ellos llaman "réplica cinemática" basada en el movimiento. La IA probó miles de millones de diseños con formas distintas como la de los triángulos, cuadrados, pirámides o estrellas de mar hasta que por fin se decidió por una que recuerda al famoso comecocos.

Estos ‘Xenobots’ comecocos nadan por la placa petri recogiendo cientos de células individuales que ensamblan dentro de sus bocas para montar bebés de ‘Xenobot’ que en pocos días acabarán moviéndose igual que su progenitor. Estos nuevos ‘Xenobots’ pueden hacer lo mismo que sus padres, crear copias de sí mismas que también serán capaces de reproducirse de la misma manera.

"Le pedimos al superordenador de la UVM que averiguara cómo ajustar la forma de los padres iniciales, y la IA dio con algunos diseños extraños tras meses de trabajo, incluido uno que se parecía a Pac-Man", explica Kriegman. "Es muy poco intuitivo. Parece muy sencillo, pero no es algo que se le ocurriría a un ingeniero humano. ¿Por qué una boca diminuta? ¿Por qué no cinco? Enviamos los resultados a Doug (Douglas Blackiston) y él construyó estos ‘Xenobots’ padres con forma de Pac-Man. Luego esos padres construyeron hijos, que construyeron nietos, que construyeron bisnietos, que construyeron tataranietos".

El equipo se ha mostrado sorprendido por este avance. Hasta ahora han conseguido que los ‘Xenobots’ anden, naden, se autoreparen, trabajen con otros ‘Xenobots’ de manera conjunta o tengan memoria. Pero tras ver esta capacidad reproductiva espontánea ahora se preguntan qué más podrán hacer estos nuevos seres biológicos.

"Esto es profundo. Estas células tienen el genoma de una rana, pero, liberadas de convertirse en renacuajos, utilizan su inteligencia colectiva, una plasticidad, para hacer algo asombroso". dice Levin. "Tenemos el genoma completo e inalterado de la rana, pero no había ningún indicio de que estas células pudieran trabajar juntas en esta nueva tarea de reunir y luego comprimir células separadas en autocopias funcionales".

En cuanto a la aplicación práctica de este descubrimiento, el equipo lo ve como una gran promesa para la medicina regenerativa. "Si supiéramos cómo decirle a los grupos de células que hagan lo que queremos que hagan, eso sería la medicina regenerativa, la solución a las lesiones traumáticas, los defectos de nacimiento, el cáncer y el envejecimiento", dice Levin. "Todos estos problemas diferentes existen porque no sabemos cómo predecir y controlar qué grupos de células van a construir. Los ‘Xenobots’ son una nueva plataforma para enseñarnos".