پیچیده‌ترین کامپیوتر زیستی جهان که بر پایه‌ی گروهی از سلول‌های مهندسی‌شده ساخته شده، می‌تواند روزی جهت تشخیص بیماری‌ها و اجرای اهداف درمانی در داخل بدن کاشته شود. در سال ۲۰۱۲، Martin Fussenegger از دانشگاه ETH زوریخ در سوییس به همراه همکارانش، از طریق مهندسی دو سلول کلیه مؤفق به ایجاد مداری بیولوژیک با قابلیت انجام محاسبات ساده شدند. یکی از سلول‌ها نوعی حساب جمع را اجرا می‌کرد؛ طوری که بود و نبود هر یک از دو ماده‌ی شیمیایی مطرح، واکنشی در سلول به راه انداخته و نهایتاً درخشش سلول به رنگ‌های متفاوت را موجب می‌شد. سلول دیگر نوعی تفریق را به روش مشابه اجرا می‌کرد. این نوع مدار بیولوژیک، یادآور یک مدار منطقی ساده در کامپیوتر است.
مقاله‌ی مرتبط: جایگزینی شبیه‌سازی‌های کامپیوتری با آزمایش‌های حیوانی جهت ارزیابی داروهای قلبی
در حالت تئوری، این روش به عنوان مثال می‌تواند باعث شود یک پچ پوستی در حضور عامل عفونی به رنگ خاصی بدرخشد. اگرچه به گفته‌ی Fussenegger، بیشتر واکنش‌های بیولوژیک بدن به این سادگی‌ها نیستند. آن‌ها به ندرت بر پایه‌ی “یک ورودی و یک خروجی” کار می‌کنند؛ در اغلب موارد، ورودی‌های متعدد منجر به خروجی‌های متفاوت می‌گردد. به عنوان مثال، سطح بالای کلسیم بدن در حضور نوع خاصی هورمون، بر یک بیماری به‌خصوص دلالت دارد؛ حال آن که سطح بالای کلسیم در حضور هورمون دیگری، شرایط کاملاً متفاوتی را رقم می‌زند.
اگر بخواهیم کاربردی‌تر به قضیه نگاه کنیم، کامپیوترهای بیولوژیک قادر به اجرای محاسبات بسیار پیچیده نخواهند بود. در حقیقت جاسازی کردن محاسبات متعدد در یک سلول امر دشواری است. بر این اساس، Fussenegger و تیمش سیستمی چندسلولی طراحی کرده‌اند که در آن، سلول‌های مختلف محاسبات جداگانه انجام داده و نتیجه را به یک‌دیگر گزارش می‌دهند. سیستم مذکور ۹ سلول دارد. هر یک از سلول‌ها دارای آبشاری شیمیایی است که به سه ورودی شیمیایی پاسخ می‌دهد؛ در واقع نوعی سیستمAND-NOT و OR در یک مدار الکترونیکی ساده.
این سلول‌ها از طریق آزادکردن مواد شیمیایی هم‌چون هیستامین که موجب اعمال اثر یک سلول بر سلول‌های دیگر می‌شود، فعالیت‌های خود را با هم هماهنگ می‌کنند. نتیجه آن که در کنار یک‌دیگر، مدار چندسلولی کاملاً برنامه‌ریزی‌شده‌ای ایجاد می‌کنند که می‌تواند به ورودی‌های متعدد پاسخ دهد. اگرچه هنوز این پروژه به مرحله‌ای نرسیده که بر روی حیوانات آزمایش شود؛ باورها بر آن است که شاهد پیچیده‌ترین کامپیوتر بیولوژیک تاریخ هستیم.
تمرکز این طرح بر یکی از اصلی‌ترین عوامل محدودکننده‌ی بیولوژی سنتتیک یعنی کمبود ابزار قابل برنامه‌ریزی است.
Ángel Goni-Moreno، متخصص بیولوژی سنتتیک در دانشگاه Newcastle انگلستان
یک مدار مصنوعی در داخل یک سلول همواره عملکرد یکسانی خواهد داشت؛ اما طرح چندسلولی Fussenegger، امکان برنامه‌ریزی مدار و اجرای محاسبات متعدد را با مرتبط ساختن ۹ سلول در شکل‌های مختلف فراهم می‌کند.
چنین کامپیوتر بیولوژیکی در آینده قادر به پایش شرایط پزشکی و سلامت متعددی خواهد بود. برای نمونه، خواهد توانست به افزایش سطح کلسیم، افزایش یک هورمون به میزان تنها یک قطره و درحالت کلی افزایش یک نشانگر زیستی پاسخ دهد؛ طوری که در مجموع بر وجود نوع خاصی از سرطان در بدن دلالت کند.
مقاله‌ی مرتبط: درمان سرطان با نظریه‌ی بازی
این تیم در نظر دارد ایمپلنتی جهت تشخیص داخل بافتی ایجاد کند. عقیده بر آن است که چنین ایمپلنتی به طور مداوم واکنش‌های داخل بدن را ارزیابی کرده و حتی می‌تواند پس از تشخیص، زمینه‌ی درمان را فراهم کند.
