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Pharma InnovationCiência & TecnologiaBiobots: cientistas criam seres vivos programados por computador

Biobots: cientistas criam seres vivos programados por computador

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Michael Levin e Douglas Blackiston, e dois especialistas do campo da robótica, Josh Bongard e Sam Kriegman criaram biobots, organismos que não são, especificamente, nem robôs e nem seres vivos. São “máquinas viventes”, elaboradas com células animais e capazes de realizar pequenas tarefas. Trata-se, então, de uma terceira forma de vida.

A equipe acredita que, no futuro, os biobots irão funcionar em aplicações médicas, como detecção precoce de tumores, eliminação de determinadas substâncias e a distribuição, de forma inteligente, de remédios dentro do organismo humano. Para dimensionar a complexidade dessa criação, o grupo de pesquisadores já fez simulações de até 270.000 células, sendo que um corpo humano tem 30 trilhões.

Xenobots

A espécie de sapo Xenopus laevi forneceu dois tipos de células para a construção dos biobots: as do coração (capazes de contrai-se) e as da pele. Com a ajuda de algoritmos evolutivos e de um supercomputador, os cientistas simularam milhares de combinações celulares e previram os comportamentos que seriam mais promissores. Assim surgiram os Xenobots, batizados assim em homenagem ao anfíbio que os originou.

Um dos pesquisadores, Josh Bongard, da Universidade de Vermont, questiona se os organismos projetados por computador deveriam ter os mesmos direitos que as pessoas e os animais evoluídos naturalmente. Para ele, os biobots serão o gatilho para a humanidade repensar as definições de vida.

Organização das células

Por enquanto, a equipe ainda está tentando entender como as células funcionam em conjunto, formando anatomias complexas. Esse é o principal foco de interesse. Ainda sem resposta para esse questionamento, os pesquisadores experimentaram desenvolver os xenobots com células-tronco de embriões associadas com as células do coração e da pele dos sapos. O objetivo era utilizar a inclinação natural de se manterem unidas.

Na medida que os xenobots se movimentavam, os pesquisadores conseguiam compreender como a organização de suas células, aconteciam. Com esses dados em mãos, os cientistas da computação construíram um ambiente simulado, em versão virtual.

Nova maneira de lidar com a robótica

Outra questão que os pesquisadores buscam solucionar é como controlar os xenobots. Já que é uma parte máquina, esses organismos vivos podem ser programados para expressar determinados comportamentos. O interessante é que sozinhas, as células do sapo não são especiais. No entanto, em conjunto o seu comportamento é notável.

Isso choacalha os conceitos estabelecidos dentro da róbotica e agora, os cientistas estão pensando em uma nova maneira de lidar com o assunto. “Estamos interessados ​​em fornecer essas informações de volta à engenharia e à Inteligência Artificial (IA)”, explica o pesquisador Michael Levin.

Para o pesquisador da área da robótica evolutiva, o sueco Tønnes Nygaard, a construção de robôs a partir de tecidos vivos compartilha muitos dos mesmos desafios que estão sendo trabalhados no campo da robótica eletrônica, há 11 anos. Nygaard não está diretamente ligado ao projeto.

Levin contou que nesse primeiro momento, os Xenobots trazem mais perguntas do que respostas já que são formados a partir de células de um animal e não se parecem em nada com ele. Para o cientista, esses novos organismos poderão servir de base em estudos que desvendarão as regras da vida, até agora, invisíveis para os humanos.

Como a contrução de um formigueiro, por exemplo. Não se sabe até o momento como as formigas, coletivamente, executam a construção de uma estrutura X e não Y. Os cientistas se perguntam quais seriam as modificações geneticamente necessárias para que as formigas construíssem um cupinzeiro. Atualmente, os ninguém não têm a menor ideia para esta resposta.

Até o momento, os xenobots são considerados um teste de conceito e um modelo escalável para criar novas formas de vida funcionais. Em sua pesquisa, os cientistas afirma que se for possível automatizar a produção por computador, será possível conceber enormes populações de biobots. Assim,poderíamos juntar em tamanhos cada vez maiores e construir, por exemplo, uma biomáquina.

Salto importante em biologia sintética

Isso porque os xenobots não se multiplicam sozinhos e possuem apenas uma semana de vida. Acrescentar uma capacidade reprodutora pode ser arriscado por um lado. Por outro lado, pode possibilitar que esses robôzinhos ajudem a humanidade frente aos desafios climáticos. Por exemplo, se os biobots se agruparem é possível criar movimentos espontâneos em círculos que empurrem resíduos para um determinado lugar.

Poderiam ser os faxineiros dos oceanos, reunindo os microplásticos no mar para serem recolhidos pelos barcos. Por serem 100% biodegradáveis, ainda transformariam-se em alimento para a vida marinha. Essa seria uma boa hipótese.

No entanto, o biólogo e físico Ricard Solé, da Universidade Pompeu Fabra de Barcelona, destaca que as aplicações pensadas pelos autores “ainda estão a anos-luz” de distância. Mas isso não tira o mérito dessa inovação para a robótica e para a ciência. Foi um salto importante em biologia sintética.

 

 

 

 

 

 

Fonte: Panorama Farmacêutico 03.02.2020

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