Cientistas criam robôs biológicos vivos que podem se reproduzir

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/11/2021

Os robôs, feitos com células de pele de sapo, encontram outras células e vão montando um novo indivíduo em sua "boca".
[Imagem: Doug Blackiston/Sam Kriegman]

Xenobôs

Cientistas criaram em laboratório um novo organismo biológico sintético capaz de se reproduzir.

Parecida com o Pac-Man do videogame, essa forma de vida artificial "dá à luz" aos seus filhotes pela boca.

Tudo começou no ano passado, quando um grupo de cientistas das universidades Tufts e Vermont, nos EUA, usaram células retiradas do embrião do sapo Xenopus laevis para criar pequenos autômatos que eles batizaram de xenobôs.

Sob condições controladas de laboratório, as células se automontavam em pequenas estruturas arredondadas que podiam então se mover, sozinhas ou em grupos, sentir seu ambiente, nadar através de líquidos, navegar por tubos e até trabalhar juntas para coletar partículas e empilhá-las.

Agora a equipe construiu xenobôs que podem fazer cópias de si mesmos. "Algumas pessoas disseram no passado que os xenobots não seriam organismos porque não se replicam. Bem, agora eles se replicam," disse o professor Michael Levin, membro da equipe.

Robôs biológicos que se replicam

A primeira geração de xenobôs tinha que ser fabricada um por um a partir de células-tronco retiradas da pele dos embriões de sapo. Deixadas em solução salina, as células se aglomeram naturalmente e se transformam em uma esfera de epiderme coberta por uma camada de pequenas projeções semelhantes a pêlos, que giram e permitem que as esferas se movam por uma superfície.

Os xenobôs 1.0 já eram capazes de capturar e juntar partículas. A equipe agora alcançou a geração 2.0 fazendo com que eles se tornassem capazes de reconhecer e reunir células, e as colocassem juntas para que elas formem outro organismo igual ao original.

"Você pode criar comportamentos diferentes reunindo diferentes tipos de células - elas podem até vir de espécies [de animais] diferentes," disse o professor Douglas Blackiston. "Eventualmente, gostaríamos de ter uma biblioteca de módulos onde você vai para o freezer, pega os recursos que deseja, conecta-os e terá um organismo projetado."

Os novos xenobôs são naturalmente inclinados a se replicar, coletando e agregando ativamente seus componentes celulares para fazer novas cópias multicelulares. É uma forma de replicação não encontrada em nenhum outro animal ou planta, mas, curiosamente, um modo de replicação que ocorre entre as moléculas.

É provável que moléculas simples autorreplicantes tenham desempenhado um papel central na origem da vida. Os químicos já demonstraram que os componentes do RNA podem se reunir e atuar como enzimas para auxiliar na montagem de mais RNA a partir desses mesmos componentes. Outros compostos químicos não-biológicos também criam cópias de si mesmos dessa maneira.

A teoria de uma sopa primordial dando origem a moléculas que fazem cópias de si mesmas espontaneamente por montagem é bem estabelecida e amplamente aceita pelos cientistas.

O que os pesquisadores fizeram agora foi criar uma sopa onde os organismos celulares montam cópias de si mesmos a partir de células flutuantes. Mas, em vez de se dividir ou liberar esporos, como acontece nos organismos vivos mais simples, os xenobôs saem em busca de suas peças e montam novos indivíduos.

Os xenobôs já nascem sabendo recolher as células de que precisam para formar outro indivíduo.
[Imagem: Sam Kriegman et al. - 10.1073/pnas.2112672118]

Robôs biológicos para medicina

Como seria de se esperar, a equipe não pretende parar por aqui.

"Ir além do sapo é certamente um objetivo," disse Blackiston. "Estamos estudando a criação de bots a partir de tipos de células de mamíferos. Isso seria importante para ser compatível com potenciais aplicações médicas."

Quanto a aplicações em humanos, a primeira sugestão dos pesquisadores é criar robôs biológicos que produzam insulina, controlados por sensores embutidos para medir os níveis de glicose.

"Nós também poderíamos colocar bots em um paciente para focalizar áreas de tecido lesado, como lesão da medula espinhal, e liberar compostos regenerativos para ajudar no processo de reparo," disse Blackiston. "Esses bots se decompõem e são eliminados pelo sistema imunológico, ou se fundem na área para se tornar parte do andaime que cura o ferimento."

Cada xenobô tem cerca de 3.000 células - o formato mais eficiente foi escolhido por meio de simulações em computador.
[Imagem: UVM]

Tática do avestruz

Infelizmente, a equipe não tem boas respostas quando o assunto são os riscos de criar microrganismos que possam se reproduzir sozinhos a partir de células que encontrem no ambiente.

Agindo apenas no próprio interesse de se perpetuar, esses microrganismos poderiam se descontrolar e causar danos nos próprios seres humanos onde forem testados, ou eventualmente escapar do laboratório e começar a fazer um estrago no ambiente.

Mas os pesquisadores preferem apenas apontar o dedo para outros problemas, como as pandemias, os danos ao ambiente e as mudanças climáticas, esquecendo-se de que seria melhor discutir os riscos e ameaças potenciais da sua pesquisa agora, antes que ela se torne um problema fora do controle, como tem acontecido com os grandes problemas que eles mesmos apontam.

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