Living robots made from frog stem cells may revolutionize medicine

Met slechts een millimeter breed zijn Xenobots "noch een traditionele robot, noch een bekende diersoort", het zijn "een nieuwe klasse van artefact: een levend, programmeerbaar organisme", zegt onderzoeker Joshua Bongard in een recente persbericht. De ongekende levensvormen zijn gemaakt met behulp van stamcellen die zijn geoogst uit de embryo's van een Afrikaanse kikker soort, Xenopus Laevis. De cellen werden vervolgens door wetenschappers opnieuw geconfigureerd en gemanipuleerd om verschillende taken uit te voeren, met verhelderende resultaten. De kleine organismen bieden enorme beloften voor de medische wetenschappen en zouden het begin kunnen zijn van het gebruik van "op maat gemaakte levende systemen" om de toekomst van de menselijke gezondheid te waarborgen.

Het ontwerpproces van de Xenobots begon aan de Universiteit van Vermont, waar een supercomputer werd gebruikt om mogelijke configuraties van verschillende kikkerstamcellen te creëren. Het experiment ging verder aan de Tufts Universiteit, waar de cellen werden verzameld en gescheiden om meer gespecialiseerde cellen te ontwikkelen. Biologen vormden vervolgens handmatig de gemodificeerde cellen tot klonten die overeenkwamen met de computerontwerpen. Er werden verschillende hermodelleringen van de organismen uitgevoerd om de verschillende functies en capaciteiten van celgroepen te onderzoeken. 

Toon aan dat ze ook daadwerkelijk kunnen presteren, de Xenobots zijn in staat om specifieke taken uit te voeren; ze kunnen zichzelf herstellen en objecten dragen en duwen in bepaalde richtingen. Een organisme, wanneer het ondersteboven wordt gedraaid, kan zichzelf weer omdraaien.  Bovendien zijn de Xenobots, in tegenstelling tot traditionele materialen die voor conventionele robots worden gebruikt, biocompatibel en biodegraderen ze van nature. Zodra ze hun taak hebben voltooid, "zijn het gewoon dode huidcellen," zegt Bongard. Inderdaad, de dynamische mogelijkheden van deze organisch-technologische hybriden zouden de methoden voor intelligente medicijnafgifte in de menselijke geneeskunde kunnen transformeren.

Dus, gezien vanuit het perspectief van wetenschappelijke ontdekking, lijken de bots een logische, onschadelijke oplossing, toch? Welnu, we moeten ook de ambiguïteiten onder ogen zien. Een reeks ethische vragen omringt deze techno-organismen: welk recht hebben we om levende materialen te manipuleren, en voor welke doeleinden? Wie profiteert er? Als levende organismen, zal hun autonomie dan de menselijke controle overstijgen? Wanneer ze in het lichaam worden geïntroduceerd, kunnen onvoorziene virussen dan de bedoelingen van hun menselijke scheppers dwarsbomen?

Ontdekkingen van deze aard leiden tot belangrijke discussies over de hoop en angsten van mensen met betrekking tot de toekomst van technologie. In de letterlijke contactzone tussen het geboren en het gemaakte balanceren de Xenobots op de rand van een sciencefiction-nachtmerrie en utopische mogelijkheid; wat ertoe doet is hoe we dergelijke ontdekkingen gebruiken. Dus, hoe kunnen we complexe processen in de natuur benutten voor toepassingen die kansen vertegenwoordigen in plaats van angst? We moeten zorgvuldig nadenken over de ethische bepalingen die ze sturen, hun impact op zowel mensen als niet-mensen, en meerdere perspectieven betrekken bij het nemen van beslissingen.

Wanneer we kijken naar het snel veranderende technowetenschappelijke landschap dat ons omringt, wordt het duidelijk dat autonome systemen een grote rol zullen spelen in de toekomst van de menselijke ervaring - de zelfrijdende auto is slechts één voorbeeld. Als niets anders, geven de Xenobots ons een referentiepunt voor belangrijke gesprekken over hoe we het beste kunnen voortgaan in een wereld waar ontwikkelingen van deze aard onvermijdelijk zijn, en waar hun potentieel voor goed onze onzekerheden zou kunnen overtreffen. Het lijkt erop dat op baanbrekende momenten, wanneer technologische voorstellen werkelijkheid worden, de echte uitdaging begint.

Voor medeleider van het project Michael Levins is het essentieel dat we niet terugdeinzen voor het potentieel van niet-menselijke systemen: “Ik denk dat het een absolute noodzaak is voor de samenleving om vooruit te gaan en een beter begrip te krijgen van systemen waar de uitkomst complex is... Een eerste stap voorwaarts is om te verkennen.” Evenzo benadrukt Bongard het onbenutte potentieel van “al deze aangeboren creativiteit in het leven”, en hoe we moeten proberen deze creativiteit op een dieper niveau te begrijpen, om nieuwe vormen en functies te implementeren die het potentieel hebben ons leven te verbeteren.