Los sistemas biohíbridos, dispositivos que cuentan con componentes biológicos y artificiales, son una forma eficaz de investigar los mecanismos de control fisiológico de los organismos biológicos y de descubrir soluciones robóticas de inspiración biológica para una serie de problemas acuciantes, incluidos los relacionados con la salud humana.
Sin embargo, cuando se trata de bombas naturales de transporte de fluidos, como las que hacen circular la sangre, el rendimiento de los sistemas biohíbridos ha sido escaso.
El equipo de Keel Yong Lee, de la Escuela John A. Paulson de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, dependiente de la Universidad Harvard en Estados Unidos, se propuso averiguar si dos características funcionales de regulación del corazón, que son la señalización mecanoeléctrica y el automatismo, podían transferirse a un análogo sintético de otro sistema de transporte de fluidos: un pez nadador.
Lee y sus colegas desarrollaron un cíborg acuático con apariencia de pez que es capaz de nadar de forma autónoma.
Una parte de este cíborg está hecha a partir de una bicapa de células cardíacas humanas.
La bicapa muscular se integró mediante técnicas de ingeniería de tejidos.
El equipo de Lee fue capaz de controlar las contracciones musculares del cíborg acuático mediante una estimulación optogenética externa, lo que permitió que el cíborg nadara de forma análoga.
En los ensayos, el cíborg acuático superó la velocidad de locomoción de los sistemas musculares biohíbridos anteriores y mantuvo la actividad de forma espontánea durante 108 días.
Por el contrario, los cíborgs dotados de músculo de una sola capa ya mostraron una actividad deteriorada en el primer mes.
Los datos de este estudio demuestran el potencial de los sistemas de bicapa muscular y la señalización mecanoeléctrica como medio para favorecer la maduración de los tejidos musculares in vitro, tal como destacan Lee y sus colegas.
Los autores del estudio concluyen que «en conjunto, la tecnología descrita aquí puede representar un trabajo de base hacia el objetivo de crear sistemas autónomos capaces de regulación homeostática y control adaptativo del comportamiento».
Fuente: Science
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