O que acontece quando você pega células de embriões de sapos e as transforma em novos organismos "evoluídos" por algoritmos? Você obtém algo que os pesquisadores chamam de primeira "máquina viva" do mundo.
Embora as células-tronco originais sejam de sapos - o sapo com garras africanas, Xenopus laevis - esses chamados xenobots não se parecem com nenhum anfíbio conhecido. As pequenas bolhas medem apenas 1 milímetro de largura e são feitas de tecido vivo que os biólogos reuniram em corpos projetados por modelos de computador, de acordo com um novo estudo.
Esses organismos móveis podem se mover de forma independente e coletiva, curar feridas e sobreviver por semanas seguidas e potencialmente podem ser usados para transportar medicamentos dentro do corpo de um paciente, relataram recentemente cientistas.
"Eles não são um robô tradicional nem uma espécie conhecida de animal", afirmou o co-autor do estudo, Joshua Bongard, cientista da computação e especialista em robótica da Universidade de Vermont. "É uma nova classe de artefato: um organismo vivo e programável".
Algoritmos moldaram a evolução dos xenobots. Eles cresceram de células-tronco da pele e coração para aglomerados de tecido de várias centenas de células que se moviam em pulsos gerados pelo tecido muscular do coração, disse o principal autor do estudo, Sam Kriegman, candidato a doutorado em robótica evolutiva no Departamento de Ciência da Computação da Universidade de Vermont, em Burlington .
"Não há controle externo de um controle remoto ou bioeletricidade. Este é um agente autônomo - é quase como um brinquedo de corda", disse Kriegman à Live Science.
Os biólogos alimentaram as restrições de um computador para os xenobots autônomos, como a potência muscular máxima de seus tecidos, e como eles podem se mover em um ambiente aquoso. Então, o algoritmo produziu gerações dos minúsculos organismos. Os bots com melhor desempenho "se reproduzem" dentro do algoritmo. E, assim como a evolução funciona no mundo natural, as formas menos bem-sucedidas seriam excluídas pelo programa de computador.
"Eventualmente, ele foi capaz de nos fornecer projetos que eram realmente transferíveis para células reais. Isso foi um avanço", disse Kriegman.
Os autores do estudo deram vida a esses desenhos, reunindo células-tronco para formar formas 3D auto-alimentadas, projetadas pelo algoritmo de evolução. As células da pele mantinham os xenobots unidos, e o batimento do tecido cardíaco em partes específicas de seus "corpos" impulsionava os 'bots pela água em uma placa de Petri por dias e até semanas seguidas, sem a necessidade de nutrientes adicionais, de acordo com o estudo . Os robôs foram capazes de reparar danos significativos, disse Kriegman.
"Cortamos o robô vivo quase pela metade e suas células fecharam automaticamente o corpo", disse ele.
"Podemos imaginar muitas aplicações úteis desses robôs vivos que outras máquinas não podem fazer", disse o co-autor do estudo, Michael Levin, diretor do Centro de Biologia Regenerativa e do Desenvolvimento da Universidade Tufts, em Massachusetts. Isso pode incluir visar derramamentos tóxicos ou contaminação radioativa, coletar microplásticos marinhos ou até escavar placas de artérias humanas, disse Levin em comunicado.
Criações que obscurecem a linha entre robôs e organismos vivos são assuntos populares na ficção científica; pense nas máquinas assassinas nos filmes "Terminator" ou nos replicantes do mundo de "Blade Runner". A perspectiva dos chamados robôs vivos - e o uso da tecnologia para criar organismos vivos - suscita compreensivelmente preocupações para alguns, disse Levin.
"Esse medo não é irracional", disse Levin. "Quando começarmos a mexer com sistemas complexos que não entendemos, teremos conseqüências não intencionais".
No entanto, desenvolver formas orgânicas simples como os xenobots também pode levar a descobertas benéficas, acrescentou.
"Se a humanidade sobreviver no futuro, precisamos entender melhor como propriedades complexas emergem de regras simples", disse Levin.
Os resultados foram publicados on-line em 13 de janeiro na revista Proceedings da National Academy of Sciences.
