Le mot « robot » évoque l'image d'une machine métallique humanoïde , conçue et programmée pour effectuer automatiquement certaines tâches. Cependant, les robots peuvent avoir n'importe quelle forme ou taille et être fabriqués à partir de n'importe quel matériau (y compris des matériaux biologiques comme les cellules vivantes), selon leur conception et leurs besoins fonctionnels. Ils peuvent être totalement dépourvus de forme physique, comme Siri ou Alexa . Les robots sont des artefacts ou des machines conçus rationnellement, dotés d'autonomie et capables d'accomplir des tâches spécifiques.
Les robots biologiques (ou biobots) utilisent des cellules ou des tissus vivants comme matériau de fabrication. Comme tous les robots, les biobots sont des machines programmables, autonomes et capables d'effectuer des tâches spécifiques. Ils constituent une catégorie particulière de structures synthétiques actives, vivantes et mobiles.
Les tissus vivants, en soi , ne sont pas des robots. Ce sont des parties d'animaux. Les cellules vivantes deviennent des robots lorsqu'elles sont libérées des contraintes normales et programmées pour adopter la forme et la fonction souhaitées, par combinaison et mise en forme artificielles afin de leur conférer un comportement spécifique.
Les Xénobots furent les premiers biorobots entièrement biologiques créés en laboratoire en 2020 à partir d'ovocytes d'embryons de la grenouille Xenopus laevis (d'où leur nom). Il s'agissait du premier organisme artificiel vivant, capable d'auto-réparation et d'auto-réplication. Les cellules vivantes, libérées des contraintes habituelles de l'embryon, ont servi de briques de construction pour donner naissance à une nouvelle forme de vie artificielle dont la morphologie et les caractéristiques avaient été conçues de manière artificielle. Un Xénobot était donc un organisme synthétique vivant. Son développement a démontré que des cellules issues d'un embryon d'amphibien pouvaient être programmées pour acquérir la forme et la fonction souhaitées en s'affranchissant des contraintes naturelles. Cependant, la possibilité de créer des biorobots à partir de cellules non amphibiennes ou de cellules adultes restait inconnue.
Des scientifiques ont annoncé avoir réussi à construire des biorobots à partir de cellules adultes issues de tissus humains non embryonnaires . Ces biorobots, baptisés « Anthrobots » en raison de leur origine humaine , possèdent des capacités supérieures à celles des xénobots.
Puisque les xénobots sont dérivés de cellules embryonnaires d'amphibiens par modelage individuel, l'équipe de recherche a commencé par tester si la capacité à générer des biobots se limitait à ces cellules d'amphibiens ou si d'autres cellules adultes non embryonnaires et non amphibiennes pouvaient également en générer. De plus, il s'agissait de déterminer si les cellules souches devaient nécessairement être modelées individuellement pour générer des biobots ou si la stimulation des cellules souches initiales pouvait également conduire à l'auto-construction de biobots. Pour ce faire, au lieu de tissus embryonnaires, les chercheurs ont utilisé des cellules somatiques adultes dérivées de l'épithélium pulmonaire humain et ont pu générer de nouvelles structures vivantes multicellulaires, auto-constructrices et mobiles sans modelage manuel ni utilisation de machines externes. La méthode utilisée est adaptable à grande échelle. Des essaims de biobots ont été produits en parallèle, se déplaçant par propulsion ciliaire et vivant pendant 45 à 60 jours. Fait intéressant, il a également été observé que les anthrobots se déplaçaient à travers des ruptures dans des monocouches neuronales et induisaient une guérison efficace des défauts in vitro.
La synthèse des Anthrobots est importante car elle démontre que la plasticité cellulaire permettant la formation de biobots ne se limite pas aux cellules embryonnaires ou amphibiennes. Elle a montré que des cellules somatiques humaines adultes , sans modification génétique, peuvent former de nouveaux biobots sans aucun dispositif externe de structuration.
Les Anthrobots représentent une amélioration par rapport aux Xénobots et une avancée technologique majeure, avec des implications importantes pour la production de tissus complexes destinés à la médecine régénérative . À l'avenir, il sera peut-être possible de produire des Anthrobots personnalisés pour chaque patient et de les implanter dans l'organisme sans provoquer de réaction immunitaire.
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Références:
- 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
- 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
- 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
- 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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