Pesquisadores da Universidade Tufts e do Instituto Wyss da Universidade de Harvard alcançaram um avanço significativo na pesquisa de robôs biológicos, apresentando uma nova classe de microrrobôs denominados Anthrobots.
Desenvolvidos a partir de células traqueais humanas, esses minúsculos robôs mostraram-se capazes de movimentar-se em superfícies e estimular o crescimento de neurônios em áreas danificadas em placas de laboratório.
O estudo, publicado na Advanced Science, destaca o trabalho liderado por Michael Levin e Gizem Gumuskaya. A pesquisa se baseia em descobertas anteriores, como os Xenobots, que foram criados a partir de células de embrião de sapo.
No entanto, os Anthrobots apresentam avanços notáveis, sendo construídos a partir de células humanas adultas sem qualquer modificação genética.
Gumuskaya, estudante de doutorado envolvida no projeto, destaca a capacidade de reprogramar as interações entre as células para criar novas estruturas multicelulares. Essa abordagem, segundo ela, permite que as células se movam de maneiras diferentes sobre uma superfície de neurônios humanos cultivados em laboratório, estimulando o crescimento para preencher lacunas causadas por danos.
"“Os Anthrobots se automontam em uma placa de laboratório”, disse Gumuskaya, que criou os Anthrobots. “Ao contrário dos Xenobots, eles não precisam de pinças ou bisturis para dar-lhes forma, e podemos usar células adultas – até mesmo células de pacientes idosos – em vez de células embrionárias. É totalmente escalonável – podemos produzir enxames desses robôs em paralelo, o que é um bom começo para o desenvolvimento de uma ferramenta terapêutica.”
O diretor do Allen Discovery Center na Tufts, Michael Levin, expressou surpresa com a capacidade das células normais da traqueia de se moverem autonomamente e estimularem o crescimento neural em áreas danificadas.
Ainda não está claro como os Anthrobots promovem esse crescimento, mas os pesquisadores confirmaram que os neurônios cresceram sob a área coberta por um conjunto de Anthrobots, denominado “superbot”.
“Os conjuntos celulares que construímos no laboratório podem ter capacidades que vão além do que fazem no corpo”, disse Levin, que também é diretor do Allen Discovery Center na Tufts e membro associado do corpo docente do Wyss Institute.
“É fascinante e totalmente inesperado que as células normais da traqueia do paciente, sem modificar seu DNA, possam se mover por conta própria e estimular o crescimento de neurônios em uma região de dano”, disse Levin. “Agora estamos analisando como o mecanismo de cura funciona e perguntando o que mais essas construções podem fazer.”
O uso de células humanas oferece vantagens significativas, como a possibilidade de construir robôs terapêuticos a partir das próprias células do paciente, evitando respostas imunológicas adversas. Além disso, os Anthrobots têm uma vida útil limitada de algumas semanas, facilitando sua absorção pelo corpo após cumprir sua função.
Os Anthrobots foram feitos para se auto-montarem, dispensando a necessidade de instrumentos para dar forma a eles, diferentemente dos Xenobots. Essa escalabilidade, conforme Gumuskaya destaca, possibilita a produção de enxames desses robôs em paralelo, representando um passo promissor no desenvolvimento de ferramentas terapêuticas.
Os experimentos de cura de feridas demonstraram que os Anthrobots, mesmo não modificados geneticamente, estimularam o crescimento neural substancial, sugerindo aplicações potenciais na cicatrização de tecidos e na distribuição de medicamentos pró-regenerativos.
Os pesquisadores vislumbram possíveis aplicações, como a limpeza de placas nas artérias, o reparo de danos na medula espinhal e nervos da retina, o reconhecimento de células cancerígenas e a entrega direcionada de medicamentos.
Gumuskaya enfatiza que as células têm uma capacidade inata de se automontar em estruturas maiores, e os Anthrobots exploram essa flexibilidade celular para criar novos planos e funções biológicas.
A pesquisa não apenas avança na construção de robôs, mas também contribui para a compreensão da montagem natural do corpo, integrando genoma e ambiente para criar tecidos e órgãos.
Os Anthrobots representam um marco emocionante na interseção entre biologia e robótica, prometendo avanços significativos na terapia regenerativa e abrindo novas fronteiras para a engenharia de microrrobôs biológicos.
O futuro da medicina regenerativa pode muito bem depender da capacidade inovadora desses diminutos agentes biológicos.
