Cómo construir tu propio bio-bot

Bloques de construcción para bio-máquinas del futuro

En los últimos años, investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han aplicado ingeniería inversa a tejidos y órganos biológicos –creando pequeños “bio-bots” que caminan con células musculares y controlados con pulsos eléctricos y pulsos ópticos.

En un artículo reciente de la revista Nature Protocols, los investigadores comparten un protocolo con el detalle de construcción de su generación actual de bio-bots a escala milimétrica.

Por medio del uso de músculo impreso en 3D, estos dispositivos se acoplan a transmisores de fuerza fabricados con tejido esquelético muscular para lograr el movimiento y desplazamiento en superficies 2D, y podría algún día ser utilizado en estudios de desarrollo y enfermedad musculares, pruebas de drogas de alto rendimiento, implantes dinámicos, entre otras aplicaciones.

En un nuevo diseño, los investigadores trabajaron conjuntamente con expertos en opto-genética del MIT para generar genéticamente una célula músculo-esquelética que respondiera a la luz y que a través de pulsos de luz azul fuera estimulada para contraerse.

El futuro de los bio-bots

Los investigadores visualizan las futuras generaciones de bio-bots como bloques biológicos de construcción para las máquinas del futuro. Los bio-bots integrarán múltiples tipos de células y tejidos, incluyendo redes neuronales para percibir y procesar, redes vasculares para suministro de nutrientes y otros factores bioquímicos. Incluso podrían poseer algunas de las propiedades más complejas de los materiales biológicos, tales como auto-organización y auto-reparación.

“Estas futuras generaciones de máquinas bio-híbridas podrían, por ejemplo, diseñarse para percibir toxinas químicas, llegar hasta ellas y neutralizarlas a través de secreciones celulares. Tal tipo de funcionalidad tendría alta relevancia en diagnóstico médico y terapias in vivo, o ser utilizado como limpiador medioambiental, como método de remoción de patógenos en el suministro de agua”, se menciona en el artículo.

“La intención principal de este protocolo es convertirse en el primer punto de referencia para cualquier científico alrededor del mundo que desee replicar los resultados reportados en nuestros artículos PNAS 2016 y PNAS 2014, y proporcionarles un marco de referencia para construir sus propios bio-bots para una gran variedad de aplicaciones”, dijo Rashid Bashir, profesor de bioingeniería y líder del equipo de investigación.

El equipo de investigación de Bashir es pionero en el diseño y construcción de bio-bots menores a 1 centímetro de tamaño, fabricados con hidrogel y células vivas impresos en 3D flexible. En 2012, este equipo realizó la demostración de bio-bots que podían “caminar” por sí mismos, con poder suministrado a partir de células de corazón proveniente de ratas. En 2014, cambiaron la fuente de poder de células de corazón a células musculares controlado con impulsos eléctricos, lo que dio a los investigadores un control sin precedente del funcionamiento.

Fuente del artículo en Nature Protocols: [http://www.nature.com/nprot/journal/v12/n3/full/nprot.2016.185.html]