Neurobot e o próximo passo na biologia auto-organizada.

Utilizando células de rã, cientistas criaram neurobots, revelando como o sistema nervoso se auto-organiza e influencia o comportamento de organismos vivos.

O modelo de neurobot corado mostra células ciliadas ao redor do perímetro e fibras nervosas no centro. (Fonte: Advanced Science)

Uma nova pesquisa publicada na revista alemã Advanced Science mostra que os cientistas estão dando mais um passo para entender como a biologia cria estruturas vivas funcionais. O foco da pesquisa são os neurobots, biorrobôs microscópicos feitos de células de rã e que incorporam neurônios. Estes são um desenvolvimento a partir dos xenobots, uma versão anterior de biorrobôs que não possuía componentes neurais.

Assim, em 2020, pesquisadores da Universidade Tufts (EUA) criaram xenobots usando células de rã. Essas são estruturas vivas microscópicas que podem se mover na água, se autorreparar e até mesmo montar células individuais para formar novos xenobots. Com base nisso, a equipe de pesquisa da Universidade Tufts e do Instituto Wyss (EUA) continuou a experimentar a introdução de neurônios nessas estruturas para ver o que aconteceria. A nova versão é chamada de neurobot.

A equipe de pesquisa afirmou que isso faz parte de um esforço maior para entender como grupos de células podem se auto-organizar em estruturas complexas sob condições desfavoráveis. Os conhecimentos adquiridos podem ser úteis na biologia sintética e na medicina regenerativa.

Para criar os xenobots, os cientistas usaram células retiradas dos estágios iniciais de desenvolvimento embrionário do sapo-de-unhas-africano (Xenopus laevis). Quando as células precursoras da pele foram separadas e colocadas em uma placa de cultura, elas se auto-organizaram espontaneamente em pequenas estruturas arredondadas e pilosas que podiam nadar na água. Essas estruturas são inteiramente de origem biológica, não necessitando de suporte ou modificação genética, possuem capacidade de autorregeneração e podem sobreviver por cerca de 9 a 10 dias graças aos nutrientes armazenados nas células embrionárias originais.

Com os neurobots, a equipe de pesquisa implantou aglomerados de células progenitoras neurais no centro dos biobots enquanto eles estavam se formando. Essas células então amadureceram, desenvolvendo axônios e dendritos. A observação microscópica revelou que os neurobots haviam formado características essenciais de um sistema nervoso natural. Os pesquisadores também confirmaram que essas células podiam funcionar dentro de redes neurais simples.

Em comparação com biobots sem neurônios, os neurobots são tipicamente maiores e mais alongados, exibindo padrões de movimento mais complexos. Quando expostos a uma droga que afeta a atividade cerebral, os neurobots também alteram seus movimentos de forma diferente dos biobots típicos. Isso sugere que a rede neural recém-formada não apenas existe estruturalmente, mas também participa diretamente da modulação do comportamento.

Outra descoberta notável foi a atividade genética inesperada dentro do neurobot, incluindo genes relacionados ao processamento visual e células fotossensíveis. A partir disso, os cientistas estão levantando a possibilidade de que neurobots possam, futuramente, reagir à luz. Embora ainda em estágios iniciais, essa pesquisa está explorando gradualmente como as células vivas podem se organizar em estruturas funcionais, abrindo novos caminhos na biotecnologia.

Fonte: https://baoquocte.vn/neurobot-va-buoc-tien-moi-cua-sinh-hoc-tu-to-chuc-385273.html