XenoBots (robots vivants) : Révolution médicale ou Champ de mine éthique ?
Quid XenoBots?
“Ce n’est ni un robot traditionnel ni une espèce animale connue. C’est une nouvelle classe d’artefacts : un organisme vivant et programmable.”
a déclaré le Dr Douglas Blackiston, scientifique principal au Allen Discovery Center de l’Université Tufts et co-auteur de la récente introduction des Xenobots. (Blackiston, D.*, Lederer, E.*, Kriegman, S., Bongard, J., Levin, M. (2021). A cellular platform for the development of synthetic living machines. Science Robotics. 6)
En 2020, les chercheurs ont réussi à créer de véritables robots vivants biologiques qui pourraient être programmés. “Ils n’ont pas d’engrenages brillants ni de bras robotiques. Ils ressemblent plus à une petite goutte de chair rose en mouvement sans piles”, selon le Dr Blackiston.
Les xenobots ont été créés dans des laboratoires en 2020, à partir de cellules souches de grenouilles afin d’accomplir des “missions” à l’intérieur du système circulatoire humain, comme nettoyer les artères malades. En-dehors de la médecine, ils peuvent même être utilisés à nettoyer l’océan du plastique, s’ils sont produits en grande quantité. Ils sont aussi capables de présenter un comportement collectif en présence d’un essaim d’autres Xenobots et agir comme entité unique.
L’invention des Xenobots a été considérée comme un changement révolutionnaire de paradigme. Il y a trois mois seulement, les scientifiques ont réussi à complètement redéfinir le processus et ont ainsi inventé un nouveau type de Xenobots.
La même équipe qui a produit les formes de vie précédentes a maintenant créé des formes de vie qui s’auto-assemblent à partir de cellules individuelles sans utiliser de cellules musculaires. Elles peuvent également stocker des souvenirs comme s’il s’agissait de véritables créatures vivantes.
La nouvelle génération de Xenobots se déplace plus rapidement, navigue dans des environnements divers et a une durée de vie plus longue que la première édition.
Ils peuvent travailler en groupe et s’auto-réparer des dommages subis.
La dernière version a été conçue par un algorithme ML de l’intelligence artificielle (algorithme évolutif) qui a développé leurs programmes et prédit quels organismes afficheraient probablement des tâches utiles, comme se déplacer vers une cible.
L’équipe de l’Université Tufts a utilisé des cellules souches d’œufs de grenouilles africaines (Xenopus laevis), d’où leurs nom Xenobots.
Ces cellules leur permettent de s’auto-assembler et de se développer en sphéroïdes où peu de cellules s’adaptent pour générer des cils, de minuscules projections ressemblant à des cheveux qui se déplacent d’avant en arrière ou tournent dans une direction particulière.
Les avantages des XenoBots
Un avantage majeur par rapport aux technologies mécaniques traditionnelles est que les Xenobots ne polluent pas.
Ils utilisent l’énergie des graisses et des protéines naturellement stockées dans leurs tissus, ce qui dure environ une semaine, moment auquel ils se transforment simplement en cellules mortes de la peau.
Selon une étude, les Xenobots peuvent réaliser des prouesses dont les robots typiques en acier et en plastique sont incapables.
« Les robots traditionnels se dégradent avec le temps et peuvent produire des effets secondaires nocifs sur l’environnement et la santé ».
Les chercheurs ont découvert que les Xenobots sont beaucoup plus respectueux de l’environnement et plus sûrs pour la santé humaine.
Selon la même étude «les derniers Xenobots sont exceptionnellement compétents pour leur auto-guérison et répareraient la plupart des dommages graves dans les cinq minutes suivant une blessure».
Tous les robots endommagés pourraient éventuellement guérir la blessure, restaurer leur forme et reprendre leur travail comme avant.
Contrairement aux robots en silicone et métal, les cellules d’un robot biologique peuvent consommer et décomposer des produits chimiques et fonctionner comme de petites usines, accumulant et synthétisant des protéines ainsi que des produits chimiques.
L’ensemble du domaine de la biologie synthétique, qui s’est principalement concentrée sur la reprogrammation d’organismes unicellulaires pour créer des molécules utiles, peut désormais être utilisé dans le contexte des organismes multicellulaires.
Les Xenobots peuvent vivre jusqu’à 10 jours sur leurs réserves d’énergie embryonnaires et gérer leurs “missions” sans sources d’énergie supplémentaires.
Ils peuvent également se maintenir à un rythme adéquat pendant plusieurs mois, s’ils sont conservés dans des nutriments.
Les Xenobots peuvent réaliser des choses que les robots typiques en acier et en plastique ne peuvent pas.
Des scientifiques de l’Université Tufts et de l’Université du Vermont s’associent pour créer la prochaine version des Xenobots – de minuscules robots biologiques qui s’auto-assemblent, effectuent des tâches et peuvent se réparer. Ils peuvent désormais se déplacer plus rapidement et enregistrer des informations.
XENOS - étymologie autre
Xenos (grec : ξένος,”xénos”, pluriel “xenoi”) provient du Grec ancien et est utilisé depuis Homère. Le mot a un large sens, signifiant des concepts aussi opposés que « ennemi étranger » ou « ami rituel ».
Significations
Xenos peut être traduit par deux sens de “étranger” (au sens d’une personne d’un autre État grec) ainsi qu’un étranger ou voyageur.
Xenos se réfère, en particulier, à un invité, un hôte, un étranger, un ami étranger.
L’ambiguïté du sens de Xenos n’est pas un malentendu moderne, mais était déjà un fait dans la Grèce antique.
Sophocle jouait avec l’ambiguïté du mot dans sa tragédie ” Philoctète “, quand Néoptolème utilise le mot exclusivement pour Philoctète pour parler de la relation ambiguë entre les deux personnages.
Source : https://en-academic.com/
Les Xenobots : une solution médicale ou un champ de mine éthique?
Dans le futur, les XenoBots pourraient jouer un rôle majeur dans des applications médicales comme l’administration de médicaments. Les XenoBots pourraient être fabriqués à partir des cellules propres d’un patient malade, ce qui éviterait les rejets du système immunitaire. Un InO-Bot pourrait être utilisé pour gratter la plaque des artères malades, et avec des cellules supplémentaires et la bio-ingénierie, localiser et traiter la maladie.
Outre ces tâches pratiques immédiates, les Xenobots pourraient aider les chercheurs à mieux comprendre les comportements cellulaires complexes et les mécanismes de la maladie.
Si nous pouvions créer des formes biologiques en 3D, serions-nous capables de réparer les malformations congénitales ?
- Reprogrammer les tumeurs en tissu normal ?
- Régénérer après un traumatisme ou une maladie dégénérative ?
- Et peut-être vaincre le vieillissement ?
Cette recherche pourrait avoir un impact massif sur la médecine régénérative en ce qui concerne la construction de parties du corps et l’induction de la régénération.
Préoccupations éthiques
À l’inverse, les Xenobots soulèvent des préoccupations éthiques concernant une utilisation non intentionnelle ou malveillante, comme nous l’avons vu avec des technologies dans des domaines tels que la physique nucléaire, la chimie, la biologie et l’IA.
Ils pourraient être utilisés à des fins biologiques hostiles, interdites par le droit international.
Il y a des spéculations que les Xenobots les plus avancés, en particulier ceux qui vivent plus longtemps, pourraient se reproduire, devenir dangereux et surpasser les autres espèces. Ils pourraient avoir des systèmes nerveux avec des sensations.
D’importantes leçons scientifiques du passé pourraient aider à gérer ces risques futurs et aider à se concentrer sur les bénéfices. Car un organisme sensible et programmé ajouterait des problèmes éthiques majeurs à l’équation.
En 2019, la renaissance d’un cerveau de porc désincarné a suscité des inquiétudes quant à la souffrance de différentes espèces.
Nous pouvons également tirer des leçons du scandale de l’utilisation de CRISPR pour réduire la susceptibilité des bébés filles jumelles au VIH-SIDA, qui a provoqué une consternation éthique en 2018. Le scientifique en question est maintenant en prison.
Le Dr Kobi Leins et Simon Coghlan, chercheurs seniors en éthique numérique à l’Université de Melbourne, ont expliqué :
« Bien que chaque nouvelle technologie doive être considérée de manière impartiale et en fonction de ses mérites, donner vie aux Xenobots soulève certaines questions importantes :
- Les Xenobots devraient-ils avoir des “kill-switchs” biologiques au cas où ils deviendraient dangereux ?
- Qui doit décider qui peut y accéder et les contrôler ?
- Et si les Xenobots « faits maison » devenaient possibles ?
- Devrait-il y avoir un moratoire jusqu’à ce que des cadres réglementaires soient établis?
- Quel est le niveau de réglementation nécessaire ? »
L’équipe de Xenobots pense qu’il n’y a pas de risque puisqu’ils sont totalement incapables de se reproduire ou d’évoluer de leur propre chef.
De plus, des superordinateurs ont été utilisés et contrôlés pour simuler des milliers de scénarii aléatoires d’êtres vivants simples qui pourraient effectuer certaines tâches. L’équipe a dit,
« Il est peu probable que l’IA ait de mauvaises intentions en utilisant des Xenobots. Il est assez difficile de voir comment une IA pourrait créer des organismes nuisibles plus facilement qu’un biologiste talentueux avec de mauvaises intentions pourrait le faire.”
Perspectives
Les scientifiques doivent encore apprendre à utiliser le potentiel de ces minuscules robots avant de pouvoir effectuer de véritables procédures visant à étendre les capacités des humains.
Et ce même si nous contrôlions les Xenobots avec une précision absolue, ce que nous ne sommes actuellement pas en mesure de faire.
Mais c’est un domaine sur lequel se penchent actuellement des milliers de chercheurs, que ce soit pour les nanobots dans les cerveaux permettant d’avoir une interface à haut-débit ou pour modifier les cellules humaines dans le but de la longévité.
On peut voir une plasticité étonnante :
Les Xenobots ne servent pas seulement à fabriquer des machines utiles.
On peut imaginer programmer des Xenobots pour collecter des toxines et nettoyer l’environnement, ou, nous pouvons imaginer des Xenobots faits de cellules humaines qui traverseraient notre corps et collecteraient des cellules cancéreuses ou remodèleraient les articulations arthritiques.
Ce serait aussi un incroyable sandbox pour communiquer des signaux morpho-génétiques aux cellules collectives.
On peut voir une plasticité étonnante :
Une fois que nous comprenons comment les cellules décident d’agir, nous allons apprendre à reprogrammer cette information.
Les scientifiques pensent que les prochaines étapes apporteront des améliorations significatives en médecine régénérative, car nous serions en mesure de dire aux cellules de construire des organes sains.
Actuellement, nous avons une opportunité unique d’apprendre à communiquer avec les Xenobots.
Il ne s’agit pas de les microgérer, de forcer le matériel, mais de communiquer et de reprogrammer les objectifs que les cellules tentent d’accomplir.
Et quand nous y arrivons, il est crucial que nous restions ouverts d’esprit ainsi que vigilants!
My name is Ahmed Hemedan, I am a doctoral researcher at the bioinformatics core unit, LCSB at Luxembourg University. The research of my work covers a broad spectrum of applications of data science, bioinformatics and systems biology in the
life sciences. This includes the integration and interpretation of large omics datasets to the Disease Maps aiming to translate them into novel medical insights.
Furthermore, I use the revolutionary advances in artificial intelligence to develop machine learning-based paradigms to solve critical problems in medical research.
This resulted in a range of publications in peer-reviewed open access journals. Additionally, I use and extend the principles of the General Data Protection Regulation (GDPR) to make the research outcomes more personalized and FAIR.
I am advocating ethical approaches with all its facets (data, publications, source code of research software, etc) and I am active in communities promoting and implementing this for example The Carpentries community.
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