Realizzati i primi robot completamente biologici partendo dalle cellule embrionali di rana

Sono stati realizzati in laboratorio i primi robot viventi, che non hanno niente a che vedere con gli automi tradizionali e che non possono essere considerati nemmeno una nuova specie animale. Si chiamano “xenobot” e sono stati realizzati partendo dalle cellule embrionali della rana africana Xenopus laevis, dalla quale prendono il nome. Rappresentano un nuovo tipo di organismo programmabile.
Costruiti tramite l’utilizzo di un supercomputer, i nuovi robot viventi sono frutto della cooperazione tra un gruppo di informatici dell'Università del Vermont, coordinati da Sam Kriegman e Joshua Bongard, e di un team di biologi dell’Università Tufts e dell'Istituto Wyss dell'Università di Harvard, guidati dagli esperti Michael Levin e Douglas Blackiston.
Il risultato è stato ottenuto intervenendo manualmente sui tessuti generati dalle cellule staminali prelevate dagli embrioni di rana, che hanno permesso la creazione di organismi potenzialmente utili in futuro per sviluppare nuovi trattamenti che si presteranno a diverse applicazioni, quali ripulire le arterie o attraversare il corpo umano per portare i medicinali direttamente dove necessario.
Gli “xenobot” risulteranno utili anche nei mari e negli oceani, dove potrebbero essere messi al lavoro per ripulire le acque dai rifiuti e dalle particelle di plastica presenti al loro interno.
"Possiamo definirli robot viventi oppure organismi multicellulari artificiali, perché svolgono funzioni diverse da quelle naturali", ha spiegato Antonio De Simone, dell'istituto di Biorobotica della Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa.

Lo studio nel dettaglio

Per realizzare gli “xenobot”, come descritto sulla rivista specializzata dell'Accademia americana delle scienze, Pnas, gli esperti, tramite l’utilizzo di un algoritmo, hanno inizialmente progettato al computer migliaia di prototipi di robot viventi e hanno poi selezionato, grazie all’aiuto della tecnologia, i modelli più prestanti e promettenti. Successivamente, dopo aver prelevato le cellule staminali dagli embrioni di rana, le hanno messe in incubazione, favorendo la loro specializzazione. Sono così riusciti ad ottenere diversi tipologie di tessuti, quali quelli di pelle e del muscolo cardiaco, che hanno poi manipolato tramite l’utilizzo di piccole pinze ed elettrodi, generando strutture differenti da quelle disponibili in natura.

Come sono stati realizzati

Assemblando tra loro i tessuti manipolati in laboratorio, il team di ricerca è riuscito a ottenere una macchina completamente biologica composta da strutture funzionanti, in grado di ripararsi autonomamente e di svolgere differenti incarichi.
“I ricercatori hanno riprogrammato delle cellule viventi, 'grattate' via da embrioni di rana, assemblandole in una forma di vita completamente nuova”, ha spiegato Antonio De Simone, aggiungendo che le strutture ottenute sono “aggregati di cellule che interagiscono tra loro, comportandosi collettivamente in un modo complesso e diverso da quello che avrebbero naturalmente. Si tratta di comportamenti elementari, come muoversi insieme in una direzione o in cerchio".
Il risultato è un automa con lo stesso genoma della rana, ma completamente differente dall’animale con cui ha in comune il Dna.