Los científicos han construido un banco de peces robóticos alimentados por células cardíacas humanas.
Los peces, que nadan solos, muestran cómo se puede diseñar tejido cardíaco cultivado en laboratorio para mantener un latido rítmico indefinidamente, informa un equipo en la revista Science .
“Es un ejercicio de entrenamiento”, dice Kit Parker , profesor de bioingeniería y física aplicada en Harvard. “En última instancia, quiero construir un corazón para un niño enfermo”.
Los diminutos biohíbridos, basados en el pez cebra, están hechos de papel, plástico, gelatina y dos tiras de células vivas del músculo cardíaco. Una tira corre a lo largo del lado izquierdo del cuerpo del robot, la otra a lo largo del derecho.
Cuando las células musculares de un lado se contraen, la cola se mueve en esa dirección, impulsando al pez por el agua.
El movimiento también hace que la tira de células musculares del lado opuesto se estire. Este estiramiento, a su vez, produce una señal que hace que las células se contraigan, lo que perpetúa el movimiento de natación.
“Una vez que comienza ese ciclo, estas cosas simplemente comienzan a moverse”, dice Parker.
Los peces están equipados con un grupo especial de células que inician el ciclo de estiramiento y contracción.
Los peces robóticos fueron ensamblados por un equipo de científicos que incluye a Keel Yong Lee de Harvard y Sung-Jin Park de la Universidad de Emory y Georgia Tech.
El equipo probó algunas de las primeras muestras activando artificialmente las células musculares, dice Park. Luego pusieron los restos de pescado en una incubadora y se olvidaron de ellos durante un par de semanas.
Cuando finalmente abrieron la incubadora, “todos los peces nadaban solos”, dice Park.
Los peces siguieron nadando durante más de tres meses, sostenidos por los nutrientes agregados al líquido que los rodeaba.
Cuando llegó el momento de sacrificar a los pequeños nadadores, los científicos se sintieron tristes, dice Park. “Tenemos una especie de vínculo emocional con el pez”.
De pescado sintético a corazones curativos
Demostrar que es posible producir tejido cardíaco humano que lata por sí solo es importante porque el cuerpo no puede reemplazar las células cardíacas perdidas por una enfermedad o inflamación.
“Una vez que naces, aproximadamente dos días después de dejar el útero, la cantidad de células musculares cardíacas que tienes es todo lo que tendrás por el resto de tu vida”, dice Parker.
El equipo eligió probar sus células cardíacas cultivadas en laboratorio en peces robóticos debido a las similitudes entre nadar y la acción de bombeo de un corazón, dice Parker.
De alguna manera, un pez es una bomba, dice. Pero en lugar de bombear sangre a través del cuerpo, se bombea a sí misma a través del agua.
“Realmente creo que hay un esquema de diseño común, hay algunas leyes fundamentales de las bombas musculares que se conservan desde las formas de vida marina hasta el corazón humano”, dice Parker.
En 2016, el laboratorio de Parker construyó una raya alimentada por células de corazón de roedores. Usaron la luz para controlar las células de una manera que hizo que las aletas del robot se ondularan, impulsándolo a través del agua.
El propio laboratorio de Raman ha producido robots impulsados por músculo esquelético, incluido uno que podría recuperarse de una lesión.
“Este robot se dañaría y luego lo curaríamos, y después de un par de días pudo moverse y caminar como antes”, dice.
Los robots alimentados por células vivas han planteado dudas sobre si los científicos están desdibujando las líneas entre las máquinas y los seres vivos.
Pero esas líneas aún son bastante claras con los robots de hoy, dice Raman. Por ejemplo, carecen de conciencia y no pueden reproducirse.
“Todo lo que estás haciendo en realidad es reemplazar un motor o un rotor u otra pieza que harías en una máquina”, dice, “así que no los consideraría seres vivos”.
Pero a medida que los biohíbridos se vuelven más sofisticados, dice Raman, pueden merecer la misma consideración ética que se les da a los animales.
