Cosa sono gli Xenobot? La nostra definizione

Cosa sono gli Xenobot? La nostra definizione

Sono più piccoli di un millimetro e fondamentalmente sono solo un mucchio di cellule: Xenobot. Gli scienziati dell’Università del Vermont e della Tufts University sono riusciti a produrre piccoli robot fatti di materiale organico all’inizio del 2020 usando cellule staminali della rana ad artiglio liscio (latino: Xenopus laevis). Basati sulla combinazione di celle attive e passive e su una forma calcolata al computer, possono essere costruiti per diversi scopi. Ora, una nuova scoperta rivoluzionaria è stata fatta dal gruppo di ricerca intorno a Sam Kriegman e Douglas Blackiston: Gli xenobot sono anche capaci di riprodursi.

La creazione di un organismo artificiale

Gli xenobot sono costituiti da una combinazione di cellule della pelle e del muscolo cardiaco. Mentre le cellule della pelle servono a formare la forma del corpo, i muscoli del cuore sono responsabili della locomozione: Con la loro proprietà di contrazione continua, gli xenobot possono quindi essere messi in movimento e muoversi in modo indipendente. Il funzionamento dei robot organici, come sono virtualmente programmati, è determinato dalla loro forma e dalla distribuzione dei due tipi di cellule: a seconda del tipo di utilizzo, un computer usa l’intelligenza artificiale per calcolare la forma richiesta e le cellule posizionate al suo interno. Per creare uno Xenobot, le cellule vengono prima combinate nell’incubatrice e, per loro natura, si attaccano insieme nel corso di alcuni giorni. Lo stampo viene poi realizzato a mano, utilizzando minuscole pinzette ed elettrodi.

Oltre alle cellule contrattili del muscolo cardiaco, gli xenobot possono anche essere dotati di ciglia: Si tratta di sottili sporgenze simili a capelli sull’involucro cellulare. Da un lato, sono utilizzati per la locomozione – quindi uno xenobot può anche nuotare – dall’altro, possono essere utilizzati per percepire i segnali dall’ambiente. È già stato possibile far cambiare colore agli organismi quando sono esposti alla luce blu.

Per inciso, gli xenobot traggono l’energia di cui hanno bisogno per i loro movimenti dal grasso e dalle proteine delle loro stesse cellule. Quando questo si esaurisce, cessano la loro attività e muoiono. Queste cellule morte sono poi biodegradabili e potrebbero essere assorbite dall’organismo umano per uso medico. La loro energia dura attualmente circa una settimana, con gli xenobot controllati dalle ciglia che sono attivi più a lungo delle versioni controllate dai muscoli.

Autoguarigione e replica

Una caratteristica degli xenobot è la loro capacità di guarire da soli: se si taglia la loro forma, le interfacce si attaccano da sole. Gli ultimi risultati della ricerca attestano ora anche la loro capacità di riprodursi. In un esperimento, le cellule staminali embrionali della rana sono state messe in una soluzione salina, dove inizialmente hanno formato piccoli ammassi sferici. Con la formazione delle ciglia dopo tre giorni, queste erano ora in grado di muoversi nella soluzione. Le cellule staminali sciolte sono state ora aggiunte agli xenobot così creati, che sono stati poi spazzati in piccoli gruppi di cellule da loro. Questi agglomerati di cellule hanno dato origine a nuovi robot galleggianti che erano anche capaci di riprodursi.

Questo tipo di riproduzione è stato osservato dagli scienziati per caso e non è stato creato deliberatamente. Tuttavia, hanno poi usato il computer per studiare quali condizioni supportano meglio questo processo. Sono state esaminate due aree: da un lato, i fattori esterni come la temperatura e la composizione della soluzione salina, e dall’altro, la forma specifica dello xenobot. Il computer ha esaminato un totale di 6000 forme possibili ed è arrivato alla conclusione: la forma più adatta alla riproduzione assomiglia a un toro con una bocca aperta, simile a un Pac-Man. Nelle migliori condizioni possibili, sono riusciti a mantenere la riproduzione per cinque generazioni.

Potenziale per il futuro

Al momento, i piccoli robot organici non possono fare molto e non offrono alcun vantaggio pratico, ma danno un’idea di ciò che potrebbe essere possibile in futuro. Potrebbero essere utilizzati in diversi settori, soprattutto in medicina: Per esempio, le medicine potrebbero essere trasportate a destinazione o l’arteriosclerosi potrebbe essere raschiata dalle pareti dei vasi sanguigni. Sarebbe anche concepibile per localizzare cellule tumorali, contaminazione radioattiva o altri agenti patogeni. Per non essere rigettati dal sistema immunitario umano, però, questi organismi dovrebbero essere costruiti a partire da cellule staminali umane. Ma ci potrebbero essere anche applicazioni al di fuori della medicina: L’Università del Vermont, per esempio, vede un modo per pescare le microplastiche dagli oceani.

Source: Fast Company

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