'Robot viventi' progettati dall'IA offrono una potenziale nuova base per la medicina rigenerativa
Se la riproduzione è il segno distintivo della vita, allora i primi ‘robot viventi’ del mondo potrebbero essere appena usciti da una piastra di Petri a Burlington, Vermont. Certamente, ‘usciti’ potrebbe essere un'esagerazione (gli ‘xenobot’ progettati dall'IA si sono mossi goffamente nella piastra invece), tuttavia, sono riusciti a ottenere qualcosa di piuttosto notevole nel processo. Le minuscole creature a forma di Pac-Man hanno raccolto cellule staminali di rana dalla soluzione in cui stavano nuotando e hanno costruito copie di se stesse – e l'importanza di ciò non può essere sopravvalutata.
Il team responsabile dello sviluppo – dell'Università del Vermont, della Tufts University e del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering presso l'Università di Harvard – ha basato il proprio lavoro su una ricerca presentata l'anno scorso, quando hanno creato i primi robot in assoluto costruiti interamente con cellule viventi (le cellule utilizzate sono state prelevate da embrioni di rana). Sebbene questi robot iniziali fossero puramente organici nella struttura, non erano considerati organismi viventi poiché non avevano la capacità di auto-replicarsi – una delle caratteristiche più fondamentali di una creatura vivente.
Tutto è cambiato quest'anno.
Nuove forme di vita
Nel tentativo di dare vita ai loro xenobot, Sam Kriegman, Ph.D., co-leader del team, ha coinvolto l'IA dell'Università del Vermont e le ha chiesto di progettare una struttura parentale per gli xenobot. 'L'IA ha proposto alcuni design strani dopo mesi di lavoro,' dice Kriegman, 'incluso uno che somigliava a Pac-Man. È molto non intuitivo. Sembra molto semplice, ma non è qualcosa che un ingegnere umano avrebbe ideato. Perché una bocca piccola? Perché non cinque?'
Nonostante le domande sul design proposto dall'IA, questi risultati sono stati comunque utilizzati per costruire un xenobot genitore. Questo genitore è riuscito a costruire figli e ha continuato a costruire nipoti. Cose spaventose – non solo abbiamo creato un robot auto-replicante, ma un altro che abbiamo costruito (un'IA) lo ha progettato per noi. 'Le persone hanno pensato per molto tempo di aver scoperto tutti i modi in cui la vita può riprodursi o replicarsi,' dice Douglas Blackiston, Ph.D., che ha assemblato i genitori xenobot, 'ma questo è qualcosa che non è mai stato osservato prima.'
Ora, l'idea di creature auto-replicanti create dall'uomo potrebbe far venire i brividi a qualcuno, tuttavia, non dobbiamo preoccuparci che invasori in stile Pac-Man prendano il controllo del pianeta per il momento. Il sistema di auto-replicazione utilizzato dagli xenobot non è completamente realizzato, con il processo che si estingue dopo alcune generazioni. Tuttavia, le implicazioni di questo avanzamento biotecnologico sono enormemente profonde, specialmente quando si tratta di medicina.
Xenobot e Medicina Rigenerativa
La medicina rigenerativa è un termine che copre trattamenti mirati ai tessuti danneggiati, concentrandosi principalmente sulla sostituzione e riparazione selettiva delle cellule. Con il suo scopo principale di ringiovanimento, è spesso considerata come medicina anti-invecchiamento. Tuttavia, ciò che ci impedisce di svilupparla efficacemente è la nostra incapacità di dire con precisione alle cellule cosa vogliamo che facciano.
Il lavoro svolto presso l'Università del Vermont ci ha appena avvicinato molto di più.
Le cellule embrionali di rana che gli xenobot hanno raccolto si sarebbero normalmente sviluppate in pelle di rana, tuttavia, nelle mani del team del Vermont, le cellule sono state riassegnate. 'Le stiamo mettendo in un contesto nuovo,' dice Michael Levin, Ph.D., co-leader della ricerca. 'Stiamo dando loro la possibilità di reimmaginare la loro multicellularità.'
Sebbene le cellule avessero il genoma di una rana, erano libere da qualsiasi percorso biologico predeterminato e potevano utilizzare la loro intelligenza genetica collettiva per raggiungere qualcosa di completamente diverso. 'Stiamo lavorando per comprendere questa proprietà,' dice Bongard. 'È importante, per la società nel suo complesso, che studiamo e comprendiamo come funziona.'
Infatti. Quando si unisce la nostra crescente comprensione della struttura cellulare con la capacità di un'IA di creare strumenti biologici su ordinazione, potremmo presto avere molto più controllo sulle nostre cellule di quanto abbiamo mai avuto prima – la ricerca condotta dal team del Vermont ci concede la possibilità di combattere i danni dell'invecchiamento cellulare e aumentare la longevità umana.
‘Se sapessimo come dire a collezioni di cellule di fare ciò che vogliamo che facciano, in definitiva, questa è la medicina rigenerativa,’ dice Levin. ‘Questa è la soluzione per lesioni traumatiche, difetti congeniti, cancro e invecchiamento. Tutti questi diversi problemi esistono perché non sappiamo come prevedere e controllare cosa costruiranno i gruppi di cellule. Gli xenobot sono una nuova piattaforma per insegnarcelo.’
Rendere la tecnologia anti-invecchiamento una realtà
In questa fase iniziale, è difficile comprendere appieno le potenziali applicazioni degli xenobot. 'Tutto ciò che possiamo fare è considerare i vantaggi che questa tecnologia ha rispetto ai robot tradizionali,' dice Bongard, 'ovvero che sono piccoli, biodegradabili e felici in acqua.' Sebbene ciò possa renderli adatti all'agricoltura, alla produzione di carne coltivata o alla desalinizzazione dell'acqua a basso costo, non c'è dubbio che la tecnologia anti-invecchiamento sarà uno dei principali ambiti di ricerca futura. La prospettiva di eliminare le malattie legate all'età dai libri di storia sarà sicuramente abbastanza allettante per qualsiasi team di ricerca, prima ancora di pensare ai ricompensi finanziari.
La medicina rigenerativa potrebbe non essere ancora all'orizzonte, ma con l'avvento degli xenobot auto-replicanti, abbiamo certamente fatto un enorme passo avanti verso di essa. Con la possibilità che le nostre stesse cellule possano essere riassegnate per combattere i segni dell'invecchiamento, non solo vivremo più a lungo, ma potremo anche goderci di più la vita – potresti rimanere in forma e in salute fino ai trecento anni. Quindi potresti voler prendere Pac-Man un po' più seriamente la prossima volta che ci giochi perché suo cugino, lo xenobot, potrebbe portarti l'elisir di lunga vita in un futuro non troppo lontano.
Riferimenti:
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