Qué son los xenobots: una forma de vida sintética y artificial

Los xenobots son robots con vida formados a partir de células de embriones de rana, con un futuro muy prometedor por delante.

Tendemos a pensar en los robots como máquinas de metal capaces de actuar independientemente, pero siempre bajo las órdenes de los seres humanos. Como mucho, pensamos que un robot estará más cerca de la vida si en su forma se parece a un animal, como Spot, el perro robot de Boston Dynamics. Sin embargo, el material y los cables no son lo que hacen a un robot. Más bien, es precisamente el hecho de que actúen de forma independiente, pero programable. Y eso es algo que hacen a la perfección los xenobots; que, por ahora, son lo más parecido a un robot con vida que se ha inventado.

Su forma no se parece a la de un animal, como ocurre con Spot. Pero están compuestos por células de embriones de rana. Y eso, por supuesto, las acerca mucho más a los seres vivos.

Los xenobots fueron presentados en sociedad en 2020, de la mano de sus desarrolladores, un equipo de científicos de la Universidad de Vermont y la Universidad de Tufts. Fue a través de un comunicado y un estudio publicado en PNAS, la misma revista en la que este mes de diciembre, un año después, han mostrado nuevos avances. Y, desde luego, son avances de lo más interesantes, ya que estos robots con vida han logrado replicarse de una forma diferente a la de cualquier otro organismo. 

¿Qué son los xenobots?

Para la creación de los xenobots ha sido necesaria la colaboración estrecha de biólogos e informáticos especializados en inteligencia artificial.

De hecho, el primer paso se llevó a cabo totalmente in silico. Es decir, con simulaciones en ordenador. Lo que se hizo fue desarrollar un algoritmo que probase diferentes conformaciones de células, con formas y tipos celulares distintos. El objetivo era comprobar cuál era la conformación idónea para conseguir robots con vida capaces de llevar a cabo una serie de tareas básicas, como moverse por sí solos y replicarse.

Después, se tomaron embriones de rana de uñas africana (Xenopus laevis) y se les extrajeron células madre individuales. Estas son aquellas que aún no se han diferenciado a células especializadas en una función. Cuando somos adultos, la mayoría de nuestras células están diferenciadas. Por ejemplo, hay células óseas, de la piel o del corazón. Sin embargo, en los embriones en etapas tempranas aún no se ha producido esa diferenciación. Así, se pueden cultivar e incubar para diferenciarlas en los tipos celulares que se deseen. 

Las células se incubaron a unas condiciones concretas y, después, se usaron unas pinzas y un electrodo microscópicos para cortarlas con las formas especificadas por el algoritmo. Más tarde se pusieron todas juntas en placas de Petri, que son esas plaquitas redondas en las que se cultivan células como las bacterias. Cuando comenzaron a agruparse y trabajar juntas; se vio que, como había previsto el algoritmo, los tipos celulares seleccionados conferían a los xenobots habilidades muy útiles. Por ejemplo, las células del músculo cardíaco generaron contracciones guiadas por el diseño del algoritmo, pero con patrones de autoorganización espontáneos, que permitieron a los robots desplazarse por la placa e inspeccionarla. Era un movimiento perfecto, salvo cuando se volteaban. En ese caso, se comportaban como escarabajos panza arriba. 

Ventajas de estos robots con vida

Los xenobots no parecen robots al uso. Son esferas (al menos lo eran inicialmente) de menos de un milímetro de diámetro, formadas por 3.000 células agrupadas entre sí. Pero presentan ventajas que no tienen otros robots. Y tampoco los organismos vivos. 

La primera es que son totalmente biodegradables. De hecho, ellos mismos se autodestruyen, ya que después de una semana, aproximadamente, acaban su trabajo y mueren


También cuentan con la ventaja de que pueden regenerarse. De hecho, probaron a cortarlos por la mitad y, poco después, volvían a tener un robot completo. Esto, como bien recuerdan desde la Universidad de Vermont, es algo que no puede hacer una máquina. 

Y sí, hay animales que pueden regenerarse y que, por supuesto, son biodegradables una vez que mueren. Pero no son robots. Lo que convierte a los xenobots en robots es precisamente que son programables, ya que tienen un comportamiento predeterminado por su forma inicial. 

La única desventaja, quizás, sería su corto tiempo de vida. No obstante, incluso aquí tienen ventajas, como bien han mostrado sus desarrolladores en su estudio más reciente.

Una forma nueva de replicación

Los desarrolladores de los xenobots observaron que su invento tenía también la capacidad de replicarse. Aunque en algunos medios de comunicación se ha dicho que pueden reproducirse, en realidad estos investigadores inciden en todo momento en que lo que hacen es replicarse. Es decir, generan nuevas copias de sí mismos. La reproducción es algo más complejo. Pero, para lo que nos interesa, nos basta con que se repliquen.

Y en este caso, usan una forma de replicación que se ha visto a nivel molecular, pero nunca en organismos vivos completos. Es algo conocido como replicación cinemática. Como su propio nombre indica, implica movimiento, pues son los propios xenobots los que se mueven por la placa y van reclutando células aisladas para formar nuevos robots. 

Al observar este comportamiento, de nuevo se ha estudiado cuál es la forma que optimiza dicha replicación. Finalmente ha sido una conformación en forma de C, parecida a la del comecocos. Por eso, podríamos visualizarlo como un comecocos que va por su propio laberinto buscando nuevas celulitas para ampliar sus filas. 

El resultado son muchos xenobots que, además, pueden colaborar entre ellos para realizar tareas como transportar un objeto. 

Aplicaciones de los xenobots de cara a un futuro

Todo esto está muy bien, pero nos olvidamos de una de las características más importantes de un robot: su utilidad. Spot es muy bonito, con su forma de perro, pero no deja de ser una máquina diseñada para realizar tareas rutinarias a nivel industrial.

En el caso de los xenobots, nos abren un amplísimo mundo de posibilidades. Pero, por mencionar algunas, sus creadores esperan que puedan tener aplicaciones recogiendo microplásticos de los océanos o buscando contaminaciones radiactivas. Además, podrían ser útiles en medicina regenerativa o incluso para viajar a través de las arterias deshaciendo las peligrosas placas que las obstruyen.

Todo un abanico de opciones que apenas acaba de abrirse ante nuestros ojos. El futuro era esto.