Uma equipa internacional liderada pelo professor Michael Levin, da Universidade de Harvard, apresentou uma nova geração de máquinas vivas construída a partir de células de rã. Os chamados “neurobôs” são biorrobôs capazes de desenvolver um sistema nervoso rudimentar depois de um procedimento microscópico que insere células-tronco neuronais no seu interior. Os investigadores observaram a auto-organização de neurónios, a formação de prolongamentos axonais e comportamentos motores mais complexos do que os registados nas versões anteriores, conhecidas como xenobôs.
Estrutura biológica e processo de montagem
O ponto de partida dos neurobôs é um pedaço de tecido cutâneo indiferenciado retirado de embriões da rã Xenopus laevis, espécie amplamente utilizada em biologia celular. Após a extração, o material passa cerca de 30 minutos em cicatrização, período no qual muda de uma configuração em “tigela” para uma esfera compacta. Aproveitando essa janela, os cientistas inserem manualmente células precursoras neuronais obtidas de um lote separado de embriões doadores.
Concluído o implante, o conjunto celular volta a cicatrizar por completo em aproximadamente 24 horas, dando origem a uma estrutura esférica já classificada como biorrobô. Depois de mais um dia, células multiciliadas (MCCs) começam a surgir na superfície, fornecendo motilidade. Esse é o momento em que o protótipo passa a ser designado como neurobô, pois as células neuronais assumem a tarefa de construir ligações e projetar axónios em todas as direções.
Sistema nervoso emergente
Exames laboratoriais indicaram que as células implantadas amadurecem em neurónios completos, com corpos celulares visíveis e dendrites claramente identificadas. Em simultâneo, prolongamentos neuronais estendem-se tanto entre os próprios neurónios quanto em direção a células não neuronais da superfície, como MCCs e células caliciformes secretoras de muco. Essa integração altera de forma significativa a morfologia dos robôs vivos: eles tornam-se mais alongados, exibem padrões distintos de distribuição de MCCs e revelam maior atividade espontânea.
Os investigadores também verificaram uma alteração expressiva no perfil de expressão génica global. Entre os genes ativados, destaca-se um grupo associado ao desenvolvimento do sistema visual típico dos olhos de sapos Xenopus. A descoberta sugere que algum tipo de aparelho sensorial, potencialmente sensível à luz, poderá estar a despontar dentro dos neurobôs.
Comportamento e desempenho em laboratório
Após a formação do sistema nervoso, os neurobôs apresentaram movimentos mais coordenados do que os xenobôs convencionais. Vídeos recolhidos em placas de Petri mostram deslocamentos contínuos e até padrões que os cientistas descrevem como “dança frenética”. Embora os movimentos sejam gerados sobretudo pelo batimento coordenado dos cílios externos, a presença de neurónios parece ampliar a gama de respostas motoras, criando trajetórias menos previsíveis e interações frequentes com o meio.
Num teste adicional, os investigadores expuseram os neurobôs a diferentes níveis de estímulos químicos para observar se o sistema nervoso recém-formado influenciaria a direção das deslocações. As primeiras indicações apontam para ajustes de rota mais rápidos, hipótese que reforça a influência neuronal sobre o comportamento. Estudos futuros deverão recorrer a traçadores fluorescentes para mapear sinapses e redes funcionais.
Possíveis aplicações médicas
A equipa de Michael Levin defende que robôs biológicos montados a partir das células do próprio paciente poderão, no futuro, atuar como micromáquinas de reparação interna. Entre as hipóteses discutidas estão a regeneração de lesões na medula espinhal, a remoção de placas arteriais ou a libertação controlada de fármacos em tecidos específicos. A capacidade de integrar um sistema nervoso, ainda que primitivo, amplia o leque de tarefas, pois permite reconhecer estímulos externos e ajustar a atuação em tempo real.
Imagem: Tecnologia e Inovação
Um ponto crucial para a área biomédica é o baixo risco de rejeição imunológica em implantes autólogos — quando as células provêm do próprio doador. Além disso, os neurobôs diferenciam-se de nanorrobôs metálicos por serem biodegradáveis e potencialmente programáveis através de engenharia genética, reduzindo impactos a longo prazo no organismo.
Implicações éticas e regulatórias
A criação de formas de vida artificial levanta questões éticas, sobretudo quando envolve a combinação de componentes vivos com funções robóticas. Especialistas pedem a elaboração de diretrizes que abranjam produção, utilização e descarte dessas entidades. Há preocupação também com a eventual capacidade de reprodução, já demonstrada em xenobôs, embora não tenha sido verificada nos neurobôs.
Organismos reguladores terão de definir se os neurobôs serão classificados como dispositivos médicos, organismos geneticamente modificados ou uma categoria inteiramente nova. Para aplicação clínica, será necessário comprovar segurança, eficácia e controlo total dos comportamentos, minimizando possibilidades de mutação ou proliferação indesejada em ambiente externo.
Próximos passos na investigação
Os investigadores planeiam aprofundar três frentes principais:
- Mapeamento detalhado da rede neuronal interna com técnicas de microscopia de alta resolução;
- Teste de respostas a estímulos visuais, sonoros e químicos para confirmar a existência de vias sensoriais funcionais;
- Exploração de métodos de controlo remoto, como pulsos de luz ou campos elétricos, que possam orientar o movimento dos neurobôs dentro de fluidos biológicos.
Segundo Donald Ingber, colaborador do projeto, estas etapas ajudarão a compreender a origem evolutiva dos comportamentos celulares e poderão inaugurar uma nova plataforma de estudo para doenças neurológicas. Ensaios futuros deverão utilizar modelos tridimensionais de tecido humano a fim de verificar a interação dos neurobôs com microambientes mais complexos.
Ao demonstrar que um sistema nervoso pode surgir num contexto celular redesenhado, o trabalho amplia os limites da biologia sintética e introduz oportunidades inéditas para engenharia de tecido funcional. Contudo, os próprios autores reconhecem que os neurobôs ainda se encontram num estágio embrionário e distantes de qualquer uso clínico imediato.
