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Xénobots : machines vivantes à notre service ?

Robots ? Organismes vivants ? Un peu des deux ! Fabriqués par une équipe américaine, ces xénobots issus de cellules d’embryons de grenouilles auraient de multiples applications, médicales notamment.

Réalisation : Barbara Vignaux

Production : Universcience

Année de production : 2021

Accessibilité : sous-titres français

Xénobots : machines vivantes à notre service ?

Ce que vous voyez à l’écran sont des robots biologiques ou xénobots, comme les désignent leurs créateurs, une équipe de chercheurs américains. Ce sont les petits frères des xénobots nés début 2020, qui avaient déjà retenu l’attention de la presse. Mais la recette pour les fabriquer est encore plus simple. Prélevez une pincée de cellules souches d’embryons de grenouilles. Laissez-les reposer dans une boîte de Petri, il n’est même pas besoin de les modeler sur un moule pour leur donner une forme, comme leurs aînés. Cette pâte se débrouille en quelque sorte toute seule, générant des boulettes d’un quart à un demi-millimètre de long, contenant quelque 3000 cellules. Assez logiquement, les xénobots, ces créations artificielles, révèlent in vitro un comportement différent de celui des cellules plongées dans leur environnement naturel, lorsqu’elles concourent, par exemple, à la formation d’un têtard. Mais s’agissant d’organismes vivants, même informes et très rudimentaires, ils peuvent survivre 10 à 14 jours s’ils ne sont pas nourris et plusieurs mois s’ils sont alimentés. En outre, s’ils sont blessés ou endommagés, ils sont capables de se réparer eux-mêmes. Ces xénobots bénéficient par ailleurs des qualités des cellules qui les constituent, tirées de l’épithélium, le tissu qui recouvre les organes. « Un épithélium, dans un animal ordinaire, y compris l'homme, c’est une couche de cellules assez plate et superficielle, équipée de petits cils, et les petits cils font des espèces de vagues, un peu comme des blés dans le vent dans un champ, et ces vagues d'épithélium sont capables de déplacer des petits objets. Typiquement dans les poumons humains, par exemple, les cils épithéliaux déplacent le mucus, ou déplacent les poussières que nous avalons quotidiennement. Alors ce qu’ont fait les auteurs, c’est exactement l’inverse, c'est-à-dire faire une petite boule avec un épithélium. Les cils sont à la surface de la boule, et c'est la boule qui se déplace. Donc c’est une idée amusante et c'est prouvé que c'est possible de le faire. Et une fois que vous avez fait ça, vous avez une boite de Pétri et les petites boules se déplacent, font des choses ensemble. Vous pouvez mettre des obstacles, des tuyaux. Les petites boules entrent dans les tuyaux et ressortent à l’autre bout. C’est un peu exotique à première vue, mais c’est quand même intéressant, parce que l'on sait aujourd’hui que des agents individuels qui ont des comportements pauvres, sont capables de faire collectivement des choses très compliquées. Les fourmis, collectivement, sont capables de faire une fourmilière, avec des canaux, faire des choses compliquées.» Alors, à quoi tout cela sert-il ? Pour l’équipe, le premier intérêt est fondamental : c’est l’étude de la construction des amas cellulaires, ce qu’on appelle la morphogenèse. Mais les applications pratiques sont aussi nombreuses. Et d’autant plus réalisables, estiment les chercheurs, que la production des xénobots est simple et peu onéreuse. Elle pourrait servir à ramasser des débris, par exemple. « De même que les épithéliums ramassent des débris dans le poumon, ou ramassent des débris sur l'ombrelle de la méduse, ils proposent des applications qui seraient de nettoyer des endroits pollués, avec des billes qui iraient chercher les débris et les ramasseraient. Pourquoi pas ? Ca pourrait peut-être aller quelque part dans l’organisme apporter des cellules à un endroit précis ou dans un petit canal, on pourrait mettre des robots mécaniques macroscopiques. On pourrait envoyer des petits robots vivants qui pourraient faire des choses. On ne va pas envoyer ça dans une centrale nucléaire, pour ramasser des déchets, mais à des échelles mésoscopiques, on pourrait peut-être obtenir des actions intéressantes.» Les xénobots constituent par ailleurs du matériau vivant, biodégradable et programmable, idéal pour de la médecine régénérative comme la création de prothèses. « C’est plus difficile d’imaginer qu'avec ces petites billes, en les assemblant, ou en les laissant s’auto-assembler, on arriverait à faire un organe fonctionnel avec des parties subtilement agencées, comme le sont les parties d'une main ou d'un œil... Du fait que les organes typiques se développent d’une manière temporelle avec un ordre séquenciel, très organisé, si vous faites des billes qui sont des purées de cellules vous perdez la structure spatiale et temporelle d’un tissu normal, donc à mon avis, il n'y a aucune chance qu’en assemblant des petites billes on puisse fabriquer un organe pertinent pour traiter une maladie ou une amputation pour remplacer un organe défaillant. »

Réalisation : Barbara Vignaux

Production : Universcience

Année de production : 2021

Accessibilité : sous-titres français