Un grupo de científicos han conseguido fabricar una medusa “cyborg” usando una lámina de silicona y células cardíacas de rata.
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Hay noticias como esta sobre las que es difícil calificar su importancia. Puede ser sólo una manera para que una institución consiga publicidad en los medios o quizás el hallazgo sirva realmente para algo importante en el futuro. Si simplemente cambia nuestro modo de pensar ya habrá merecido la pena.
El caso es que un grupo de científicos del la Universidad de Harvard y del Caltech han conseguido una medusa cyborg usando una lámina de silicona y células cardíacas de rata. El medusoide se mueve en el medio acuático de manera similar a como los hacen las medusas reales. La medusa artificial podría servir como modelo de prueba de concepto para realizar ingeniería inversa sobre una gran variedad de órganos y formas simples de vida, además de replantearnos una extensión de la definición de lo que es vida sintética.
Uno de los coautores, Kevin Kit Parker (Universidad de Harvard), ya había demostrado previamente que se podrían crear distintos dispositivos de bioingeniería. La inspiración de hacer esta medusa le vino de su propia frustración con el estado actual en el campo de la investigación cardiaca.
Las medusas se mueven a través del agua de una manera similar a la que utiliza el corazón humano para bombear sangre. La idea a la hora de crear este “dispositivo” era hallar pistas sobre cómo funciona este tipo de bombeo. Parker no conseguía comprender las leyes fundamentales del bombeo muscular, pero en una visita hace cuatro años al acuario de Nueva Inglaterra notó inmediatamente las similitudes entre medusas y el corazón humano al observar a uno de estos seres en su tanque de agua.
Para crear el medusoide Parker colaboró con Janna Nawroth , estudiante de doctorado en Biología en el Caltech y con John Dabiri, profesor de Aeronáutica y Bioingeniería en esta última institución y experto en propulsión.
Las medusas son los animales relativamente complejos más antiguos que se conocen, pues sus antepasados directos pudieron ser de los primeros animales en tener órganos diferenciados. Para efectuar ingeniería inversa sobre este ser, los investigadores usaron herramientas de biométrica de la policía científica y de la Cristalografía para levantar mapas de las redes de alineamientos proteínicos subcelulares en los músculos de la medusa.
Además estudiaron la electrofisiología de la propulsión y biomecánica del sistema de bombeo que les permite moverse en el agua.
A partir de los datos recolectados se pusieron manos a la obra y construyeron el medusoide gracias a un cultivo de células cardiacas de rata que se contraían pos sí solas, pero que se también responden a la aplicación de una pequeña descarga eléctrica transmitida a través del medio acuático. El cultivo lo depositaron sobre una lámina de silicona con la forma de una medusa (en concreto un ejemplar joven de Aurelia aurita) de tal forma que remedara la arquitectura sub y supracelular de la musculatura de las medusas reales. El tamaño del medusoide era de menos de un 1 cm en diámetro en estado plano y tenía, al igual que su análogo real, ocho apéndices a modo de brazos que le dan su característica forma de flor de ocho pétalos.
Una vez construyeron el medusoide, lo introdujeron en un taque de agua salada similar a la marina y aplicaron descargas eléctricas para sincronizar las células cardiacas y que así se consiguiera imprimir el movimiento que debía tener el medusoide para funcionar correctamente. La frecuencia usada fue de 1 Hz. Sin la aplicación de la corriente el movimiento era descoordinado.
Dabiri se sorprende que con tan pocos componentes se haya podido reproducir el movimiento relativamente complejo de las medusas.
El método utilizado podría usarse para hacer ingeniería sobre órganos y músculos humanos (obviamente sin el uso de células de rata o similares que producirían rechazo).
Según Parker, los ingenieros están acostumbrados a usar acero, cobre o cemento, pero las células vivas pueden ser un material más para reproducir tejidos si se realiza un diseño cuantitativo riguroso. También cree que se podrían construir criaturas que desafiaran la tradicional visión de la Biología sintética, sobre todo si se manipulan genéticamente las células que se usen.
La próxima meta de estos investigadores es mejorar el medusoide para que se pueda mover en una dirección particular e incluso incorporando una cerebro simple que responda al ambiente y permita comportamientos más complejos, como responder a la luz, buscar energía o comida, etc.
Dabiri sueña con que en un futuro se pueda aplicar este tipo de ingeniería inversa a la creación de un corazón humano, en un principio para tener modelos sobre los que ensayar fármacos o estudiar comportamiento y finalmente quizás para transplante.
Según Suwan Jayasinghe, de University College London y no participante en el proyecto, el hecho de haber conseguido este logro en 3D es algo único porque muchos otros se centran solo en 2D. Según este investigador el potencial de aplicaciones es enorme, “es realmente alucinante», añade.
“Creo que es tremendo”, dice Joseph Vacanti del Massachusetts General Hospital en Boston. “Es una demostración poderosa de ingeniería de sistemas quiméricos de componentes vivos y no vivos”.
Quizás esta es la forma de adentrarnos en la Ciencia Ficción, que justo en ese momento deja de ser ficción.
Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3890 [1]
Fuentes y referencias:
Nota de prensa. [2]
Noticia en Physicsworld. [3]
Noticia en Nature. [4]
Artículo original. [4]