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Anthrobots : les premiers robots biologiques (biobots) fabriqués à partir de cellules humaines

Le mot « robot » évoque des images de humain-comme une machine métallique artificielle (humanoïde) conçue et programmée pour effectuer automatiquement certaines tâches à notre place. Cependant, les robots (ou bots) peuvent avoir n’importe quelle forme ou taille et être constitués de n’importe quel matériau (y compris des matériaux biologiques tels que des cellules vivantes) en fonction de leur conception et des exigences fonctionnelles. Il peut ne pas avoir de forme physique comme dans le cas de Siri or Alexa. Les robots sont des artefacts ou des machines conçus de manière rationnelle qui font preuve d’autonomie et effectuent des tâches spécifiques.  

Les robots biologiques (ou biobots) utilisent le vivant cellules ou des tissus comme matériau de fabrication. Comme tous les robots, les biobots sont également des machines programmables, affichent une autonomie et effectuent des tâches spécifiques. Il s’agit d’une classe spéciale de structures synthétiques actives et mobiles.   

Les tissus vivants per se, ne sont pas des robots. Ce sont des parties d'animaux. Les vivants cellules deviennent des robots lorsqu'ils sont libérés des contraintes normales et programmés dans la forme et la fonction souhaitées en combinant et en façonnant artificiellement les cellules pour afficher un comportement spécifique.  

Xénobots ont été les premiers biobots entièrement biologiques créés en laboratoire en 2020 en utilisant les ovules des embryons d'une espèce de grenouille appelée Xenopus laevis (d'où le nom Xenobots). C’était le premier organisme artificiel vivant, auto-réparateur et auto-reproducteur. Les cellules vivantes ont été utilisées comme éléments de base libérés des contraintes normales du reste de l’embryon pour donner naissance à une nouvelle forme de vie artificielle dont la morphologie et les caractéristiques ont été artificiellement « conçues ». Xenobot était donc un organisme synthétique vivant. Le développement de Xenobots a démontré que les cellules dérivées d'un embryon d'amphibien peuvent être programmées pour prendre la forme et la fonction souhaitées en libérant les contraintes naturelles. Cependant, on ne savait pas si des biobots pouvaient être créés à partir de cellules non amphibiennes ou adultes.  

Les scientifiques ont maintenant signalé la construction réussie de biobots utilisant des cellules adultes provenant de cellules non embryonnaires. humain tissu avec des capacités au-delà des Xenobots. Ce biobot a été nommé 'Anthrobots' en raison de sa humain origine.  

Étant donné que les Xenobots ont été dérivés de cellules embryonnaires d'amphibiens en moulant des cellules individuellement, l'équipe de recherche a commencé par tester si la capacité à donner naissance à des biobots est limitée à ces cellules d'amphibiens ou si d'autres cellules adultes non amphibiennes et non embryonnaires peuvent également générer des biobots ? De plus, si les cellules germinales doivent nécessairement être sculptées individuellement pour générer des biobots ou si le fait d’amadouer les cellules germinales initiales peut également conduire à l’auto-construction de biobots ? Pour cela, au lieu de tissus embryonnaires, les chercheurs ont utilisé des cellules somatiques adultes dérivées de humain l'épithélium pulmonaire et ont été capables de générer de nouvelles structures vivantes multicellulaires, auto-construites et mobiles sans sculpture manuelle ni utilisation de machinerie externe de création de forme. La méthode utilisée est évolutive. Des essaims de biobots ont été produits en parallèle, se déplaçant grâce à une propulsion actionnée par des cils et vivant pendant 45 à 60 jours. Fait intéressant, il a également été observé que les Anthrobots se déplaçaient à travers les ruptures des monocouches neuronales et induisaient une guérison efficace des défauts in vitro.  

La synthèse des Anthrobots est important car il démontre que la plasticité des cellules pour donner naissance à des biobots ne se limite pas aux cellules embryonnaires ou amphibiennes. Il a été démontré que les adultes somatiques humain les cellules sauvages sans aucune modification génétique peuvent former de nouveaux biobots sans aucune machinerie externe donnant une forme.  

Les Anthrobots constituent une amélioration par rapport aux Xenobots et une avancée technologique pertinente qui a des implications significatives pour la production de tissus complexes destinés à des utilisations cliniques dans médecine régénérative. À l’avenir, il deviendra peut-être possible de produire des Anthrobots personnalisés pour chaque patient et de les déployer dans l’organisme sans induire de réponse immunitaire.  

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Références:   

  1. Blackiston D. et al 2023. Robots biologiques : perspectives sur un domaine interdisciplinaire émergent. Robotique douce. Août 2023. 674-686. EST CE QUE JE: https://doi.org/10.1089/soro.2022.0142 
  2. Gumuskaya, G. et al. 2023. Les biobots vivants mobiles s'auto-construisent à partir d'un adulte Humain Cellules de graines progénitrices somatiques. Advanced Science 2303575. publié : 30 novembre 2023 DOI : https://doi.org/10.1002/advs.202303575  
  3. Université Tufts 2023. Actualités – Des scientifiques construisent de minuscules robots biologiques à partir de Humain Cellules. https://now.tufts.edu/2023/11/30/scientists-build-tiny-biological-robots-human-cells  
  4. Ebrahimkhani Mo.R. et Levin M., 2021. Machines vivantes synthétiques : une nouvelle fenêtre sur la vie. Perspective iScience. Volume 24, numéro 5, 102505, 21 mai 2021. DOI : https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102505  

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Umesh Prasad
Umesh Prasad
Journaliste scientifique | Rédacteur fondateur, magazine Scientific European

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