IE, 07/05/2023
Por Abdul-Rahman Oladimeji Bello
O xenobot foi previsto para ser uma ferramenta valiosa na medicina e em outros campos. Espera-se não só para ajudar a tratar o câncer, mas manter os corpos aquáticos limpos.
Já imaginou um mundo onde pudéssemos utilizar o poder de uma célula viva para realizar determinadas funções? Assim como temos robôs que ajudam em vários aspectos de nossas vidas, alguns cientistas em universidades americanas criaram um robô vivo conhecido como xenobot.
O xenobot foi previsto para ser uma ferramenta valiosa na medicina e em outros campos. Nos próximos anos, não só ajudaria a tratar o câncer, mas ajudaria a manter os corpos aquáticos limpos.
Mas, apesar disso, houve várias controvérsias sobre se o xenobot deveria fazer parte do nosso futuro ou não. Este artigo contém tudo o que você gostaria de saber sobre esta máquina viva.
O que é um Xenobot?
Xenobot é um ser semelhante a um robô que é criado a partir de células vivas. Ao contrário dos robôs de máquinas sintéticas que conhecíamos, o xenobot é feito através de alguns procedimentos de biotecnologia e com células orgânicas.
Sabe-se, portanto, ser o primeiro robô vivo programável construído com a contribuição ativa da inteligência artificial e da biologia. O xenobot não é nosso robô tradicional habitual nem uma planta ou animal, mas é um micro-organismo minúsculo que pode ser programado e configurado para realizar uma determinada tarefa ou executar uma função.
Geralmente, o xenobot é conhecido por ter 1 mm de comprimento ou menos, e é feito a partir das células-tronco de uma rã africana (Xenopus laevis) que forma a base da qual seu nome é derivado. O xenobot se move em uma direção linear e circular, e ele pode se agrupar para se mover no mesmo padrão ou direção.
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| Nanobots |
Como o Xenobot é criado?
Depois de vários anos de desenvolvimento em robótica, biotecnologia e biologia sintética, os cientistas estavam preocupados em como poderiam desenvolver células vivas que pudessem realizar uma determinada tarefa. Isso levou alguns pesquisadores da Universidade Tuft e da Universidade de Vermont a investigar o que hoje chamamos de xenobot.
Ao fazer isso, eles coletaram algumas células-tronco do embrião de uma rã africana com garras. As células foram então diferenciadas em células da pele e células do coração. As células da pele deveriam fornecer estrutura ao bio-robô, enquanto as células cardíacas relaxam e se contraem para ajudar o movimento. A ideia dessa pesquisa era manipular e criar células vivas capazes de desempenhar uma função específica e ter uma capacidade de locomoção.
Para criar o xenobot, um supercomputador foi programado com um algoritmo evolutivo com o objetivo de produzir diferentes designs de configuração celular.
Em seguida, os pesquisadores precisaram testar esses designs para verificar qual deles se adequará ao propósito para o qual foram criados. E assim, o supercomputador foi usado para detectar os desenhos celulares que são capazes de se mover em direção a um objeto e aqueles que não eram. Com isso, os pesquisadores conseguiram descobrir desenhos virtuais que pudessem se mover e executar algumas funções.
Mas não foi só isso, o pesquisador teve que replicar o procedimento virtual manualmente. E assim células da pele e células cardíacas de rãs foram obtidas e foram unidas usando ferramentas de microcirurgia e seguindo os projetos que foram bem-sucedidos virtualmente. Com o uso de minúsculas pinças e eletrodos, os pesquisadores uniram milhares de células, uma após a outra, sob o microscópio.
Embora não tenha sido um processo simples, o fato de as células terem uma capacidade inerente de grudar tornou todo o procedimento mais perfeito. Depois de ter concluído todo o procedimento, esses pesquisadores foram capazes de construir um xenobot que é capaz de se mover em uma direção e círculos.
No início, o xenobot só podia viver de sete a dez dias, mas com mais avanços e pesquisas de cientistas, agora é capaz de se curar e viver por muito tempo.
Aplicações potenciais dos Xenobots
Em seu artigo original de 2019, os cientistas expuseram sua esperança de que xenobots de um dia pudessem ser programados para executar funções úteis. De acordo com os pesquisadores, "os avanços em aprendizado de máquina, simulação de corpo mole e bioimpressão provavelmente ampliarão as aplicações potenciais para as quais ele pode ser colocado no futuro. As aplicações podem ser inúmeras, dada a facilidade de expressar novas proteínas e vias de biologia sintética e circuitos computacionais em células de Xenopus."
Dada a sua não toxicidade e tempo de vida autolimitado, eles poderiam servir como um novo veículo para a liberação inteligente de drogas (28) ou cirurgia interna (29). Se equipados para expressar circuitos de sinalização e proteínas para funções enzimáticas, sensoriais (receptoras) e mecânicas de deformação, eles poderiam procurar e digerir produtos tóxicos ou resíduos, ou identificar moléculas de interesse em ambientes fisicamente inacessíveis aos robôs.
Se equipados com sistemas reprodutivos (explorando mecanismos regenerativos endógenos, como ocorre na fissão planária), eles podem ser capazes de fazê-lo em escala. Em ambientes biomédicos, pode-se imaginar tais biobots (feitos a partir das próprias células do paciente) removendo placas das paredes das artérias, identificando câncer ou se estabelecendo para diferenciar ou controlar eventos em locais de doença. Uma característica de segurança benéfica de tais construções é que, na ausência de engenharia metabólica específica, elas têm uma vida útil naturalmente limitada.
Luta contra o câncer, doenças cardíacas e outras doenças
Xenobots pode um dia ser uma ferramenta muito útil na luta contra o câncer. No futuro, talvez "biobots" feitos a partir das próprias células do paciente possam ser projetados para procurar e destruir células cancerígenas ou para entregar imunoterapia direcionada diretamente às células afetadas.
O uso de bots feitos a partir das próprias células do paciente reduziria ou eliminaria as chances de rejeição ou outras complicações.
Esses biobots também poderiam ser potencialmente usados para remover placas das paredes das artérias ou diferenciar ou controlar eventos da função celular para eliminar certos tipos de doença. Uma característica de segurança desses biobots seria que, "na ausência de engenharia metabólica específica, eles têm uma vida útil naturalmente limitada".
Além do tratamento de câncer e doenças cardíacas, os cientistas também afirmaram que o xenobot também poderia um dia ser capaz de fornecer medicamentos a alguma região específica do corpo ou ajudar a combater doenças que afetam algumas partes cruciais do corpo. Isso será particularmente possível devido à natureza minúscula dos xenobots, o que facilita o acesso a qualquer parte do corpo.
Purificação de corpos d'água
As inúmeras atividades industriais em nosso mundo hoje têm provocado a liberação de resíduos químicos nocivos e microplásticos em quase todos os corpos d'água do planeta. Embora alguns desses resíduos possam ser removidos por meios mecânicos ou outros, muitos tipos de poluição são quase impossíveis de eliminar. Um deles que não pode ser facilmente removido são os microplásticos presentes em todos os sistemas hídricos do planeta.
Os pesquisadores sugerem que os Xenobots poderiam um dia ser programados para "procurar e digerir produtos tóxicos ou resíduos e microplásticos, ou identificar moléculas de interesse em ambientes fisicamente inacessíveis aos robôs". A capacidade dos bots de replicar também pode ser explorada para permitir que eles realizem essa função em escala.
Detectar e limpar a matéria nuclear nociva
Além disso, foi proposto que o xenobot também poderia ser capaz de detectar elementos radioativos nocivos no ambiente. E, além disso, será capaz de se livrar ou limpar materiais nucleares de lugares onde eles não são desejados.
Considerações éticas em torno do uso de xenobots
Xenobots pode muito bem ser uma ferramenta valiosa no futuro. No entanto, há também uma série de questões éticas em torno do uso de robôs vivos que são motivo de preocupação para os bioeticistas. Como Nita Farahany, professora de direito e filosofia da Universidade de Duke, disse à Smithsonian Magazine: "Toda vez que tentamos aproveitar a vida (...) [devemos] reconhecer seu potencial para ir muito mal." Afinal, alterar sistemas complexos como as células pode levar a consequências não intencionais. As preocupações incluem:
● Tem sido argumentado que os xenobots poderiam começar a funcionar mal ou desenvolver novas "programações" e talvez até mesmo se desenvolver em formas de vida mais complexas. Portanto, deve haver orientações para evitar isso, se possível.
● Uma vez que os xenobots também podem ser potencialmente usados para introduzir medicamentos que salvam vidas no corpo humano, eles também podem ser manipulados para transportar substâncias nocivas para o corpo, como drogas nocivas ou venenos.
Também houve discussões envolvendo a criação de organismos a partir de células-tronco humanas - que podem ser colhidas de embriões humanos. Orientações sobre a colheita de células estaminais poderiam evitar isso. Na verdade, pode chegar um momento em que todos tenham células-tronco colhidas ao nascer de seu cordão umbilical e armazenadas para criar bots pessoais. No entanto, isso também vem com seu próprio conjunto de considerações éticas - como gerenciar o custo.
● Também foi argumentado que, para maximizarmos plenamente a utilidade desta Biotecnologia, poderia tornar-se necessário usar xenobots para realizar tarefas complexas. Os cientistas poderiam, portanto, precisar desenvolver xenobots com células nervosas e sensoriais, máquinas que os tornem mais próximos de seres sencientes.
● Podem surgir dúvidas no patenteamento de xenobots. São um organismo vivo? Em caso afirmativo, podem ser patenteados? E se eles não podem ser patenteados, como podem ser protegidos como propriedade intelectual?
● Xenobots não são nem máquina nem seres vivos. Eles existem em um estado indefinido entre eles. Isso poderia nos levar a questionar nossa definição de organismos vivos e não vivos.
Além disso, no futuro, os xenobots podem até ser usados para alterar os sistemas do corpo, incluindo sistemas reprodutivos, nervosos e circulatórios - talvez prolongando a vida ou nos dando "superpoderes". Portanto, torna-se mais importante redefinir o que chamamos de organismos vivos.
No geral, é crucial que, à medida que os cientistas continuam a experimentar mais avanços na biologia sintética, medicina regenerativa e robótica, mais regras e procedimentos éticos sejam fornecidos para orientá-los no uso de xenobots.
Futuro dos Xenobots e Biotecnologia
Com a valiosa importância que os xenobots foram propostos a desempenhar, ter uma estadia conosco e tornar-se parte do nosso futuro é crucial e possível.
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| Nanorrobótica |
Apenas no campo médico, os xenobots têm o potencial de fornecer tratamento para algumas doenças intratáveis. O fato de já termos estabelecido que essa máquina viva poderia ajudar a combater algumas doenças potencialmente as torna uma ferramenta essencial que deve fazer parte de nós. Além disso, nosso meio ambiente poderia se beneficiar dessas minúsculas máquinas vivas para estar intacto, preservado e saudável.
Embora não possamos subestimar o valor que o xenobot daria às nossas vidas, que é inerentemente a razão pela qual eles devem fazer parte do nosso futuro, códigos e padrões éticos que nos guiariam contra seu uso nocivo precisam ser desenvolvidos sob estreita consideração de seus benefícios e malefícios.
Conclusão
Com nosso mundo em constante mudança de robótica e biotecnologia, devemos esperar xenobots mais avançados nos próximos anos. Os xenobots não só poderiam ser uma ótima ferramenta viva na medicina, mas também poderiam ajudar na luta contra o aquecimento global.
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