Científicos de la Universidad de Tel Aviv han creado un microrobot híbrido del tamaño de una célula biológica.
Puede controlarse y desplazarse mediante electricidad o magnetismo. Puede desplazarse por una muestra biológica, reconocer distintos tipos de células, distinguir entre las sanas y las moribundas y transportar la célula seleccionada para pruebas adicionales, como análisis genéticos.
La célula individual capturada también puede transfectarse con un fármaco o un gen (introducir artificialmente ADN o ARN en las células, por medios distintos a la infección vírica).
Como una célula
Los científicos creen que su descubrimiento podría tener implicaciones de gran alcance, desde el diagnóstico médico y la transferencia de fármacos hasta la cirugía y la protección del medio ambiente mediante la eliminación de partículas tóxicas.
La innovadora tecnología fue desarrollada por el profesor Gilad Yossifon, de la Facultad de Ingeniería Mecánica y el Departamento de Ingeniería Biomédica de la TAU, el investigador posdoctoral Dr. Yue Wu y el estudiante Sivan Yakov, en colaboración con el Dr. Afu Fu, investigador posdoctoral del Instituto Tecnológico Technion-Israel.
El estudio, titulado “A Magnetically and Electrically Powered Hybrid Micromotor in Conductive Solutions: Synergistic Propulsion Effects and Label-Free Cargo Transport and Sensing”, aparece en la revista Advanced Science.
Los microrobots, también conocidos como micromotores o partículas activas, son diminutas partículas sintéticas del tamaño de una célula biológica que pueden desplazarse de un lugar a otro y realizar diversas acciones, como la recogida de carga sintética o biológica, de forma autónoma o bajo el control externo de un operador, según explicó Yossifon.
Explicó que los microrobots biológicos, entre ellos bacterias y espermatozoides, sirvieron de inspiración para el desarrollo de la capacidad de movimiento autónomo del microrobot. “Se trata de un campo de investigación innovador que se está desarrollando rápidamente, con una amplia variedad de usos en campos como la medicina y el medio ambiente y como herramienta de investigación”.
Los microrrobots fueron utilizados por los científicos para recoger células sanguíneas y cancerosas individuales.
Como demostración de las capacidades del microrrobot, los científicos lo utilizaron para capturar células sanguíneas y cancerosas individuales y una sola bacteria.
Demostraron su capacidad para distinguir entre células en distintas fases de viabilidad, como las sanas, las dañadas por una sustancia química y las que están muriendo o suicidándose por sí solas. (apoptosis).
Nuevos tratamientos
Por ejemplo, esta diferenciación podría ser útil a la hora de crear nuevos tratamientos contra el cáncer. El microrrobot fue capaz de localizar la célula diana, agarrarla y transportarla para su posterior estudio.
La capacidad del microrrobot para localizar células diana no marcadas es otro avance significativo.
El microrrobot lleva incorporado un sistema de detección que utiliza las propiedades eléctricas individuales de la célula para determinar el tipo de célula y su estado, como su nivel de salud.
Yossifon explica que la nueva tecnología mejora dos áreas principales: la propulsión híbrida y la navegación mediante sistemas eléctricos y magnéticos algo diferentes entre sí. “Además, el microrrobot tiene una capacidad mejorada para identificar y capturar una sola célula -sin necesidad de etiquetarla- para realizar pruebas locales o recuperarla y transportarla a un instrumento externo”.
Aunque este estudio se realizó en muestras biológicas de laboratorio para pruebas in vitro, el objetivo final es crear microrrobots que puedan funcionar también dentro del cuerpo, para utilizarlos, por ejemplo, como eficaces transportadores de fármacos que puedan guiarse con precisión hasta el objetivo.
Los científicos señalaron que el método híbrido de propulsión del microrrobot es especialmente útil en condiciones fisiológicas como las biopsias líquidas.
