Este diminuto robot puede nadar en tu torrente sanguíneo y realizar análisis celulares

En un importante desarrollo médico, los científicos han creado un microrobot híbrido que tiene solo 10 micrones de ancho, equivalente al tamaño de una sola célula humana. 

Investigadores de la Universidad de Tel Aviv en Israel han creado este pequeño robot para acelerar la investigación de células biológicas. Este microrobot se inspiró en los nadadores biológicos, como las bacterias y los espermatozoides, y puede moverse fácilmente por el cuerpo humano.

“El desarrollo de la capacidad del microrobot para moverse de forma autónoma se inspiró en los micronadadores biológicos, como las bacterias y los espermatozoides. Esta es un área innovadora de investigación que se está desarrollando rápidamente, con una amplia variedad de usos en campos como la medicina y el medio ambiente, así como una herramienta de investigación”, dijo el profesor Gilad Yossifon en un comunicado . 

Lo que todo este pequeño robot puede hacer

Estos micro-robots están compuestos de diminutas partículas sintéticas. Pueden realizar tareas de forma autónoma o bajo la supervisión de un operador. Se pueden usar mecanismos eléctricos y magnéticos para controlar la navegación, señaló el comunicado de prensa.

Basado en esta habilidad única, el robot puede realizar fácilmente una amplia gama de tareas, como navegar a través de la muestra de células, diferenciar entre tipos de células y determinar si una célula está sana o dañada. 

Además, el microrobot está programado para transportar una célula específica para un análisis genético adicional u otro examen. También puede “transfectar un fármaco y/o un gen en la célula única específica capturada”, lo que podría ser significativamente beneficioso para crear un tratamiento específico para diversas enfermedades, como el cáncer.

El equipo demostró las capacidades del robot al capturar con éxito una sola sangre, células cancerosas y una bacteria. El diminuto robot fue capaz de diferenciar entre células muertas y dañadas. La declaración enfatiza que podría ser extremadamente beneficioso en el desarrollo de medicamentos contra el cáncer .

Gracias a este avance, los científicos ahora pueden realizar fácilmente análisis unicelulares, lo que era un obstáculo en la ciencia médica. Además, la innovación también podría utilizarse en diagnóstico médico, transporte y detección de fármacos, así como en procedimientos quirúrgicos.

“Además, el microrobot tiene una capacidad mejorada para identificar y capturar una sola célula, sin necesidad de etiquetado, para pruebas locales o recuperación y transporte a un instrumento externo. Esta investigación se llevó a cabo en muestras biológicas en el laboratorio para ensayos in vitro, pero la intención es desarrollar en el futuro microrobots que también funcionen dentro del cuerpo, por ejemplo, como transportadores de fármacos efectivos que puedan ser guiados con precisión hacia el objetivo”, explica el Prof. Yossifon. 

Tras esta demostración, el equipo ahora está trabajando para ponerlo a prueba in vivo, con la esperanza de que pronto se utilice en una variedad de investigaciones médicas.

Los detalles sobre este pequeño robot se han publicado en la revista Advanced Science.

Resumen del estudio:

Los micro y nanomotores alimentados eléctricamente son herramientas prometedoras para el análisis de células individuales in vitro. En particular, las células individuales pueden ser atrapadas, transportadas y electroporadas por una partícula Janus (JP) usando un campo eléctrico aplicado externamente. Sin embargo, mientras que la manipulación de la carga basada en la dielectroforesis (DEP) se puede lograr con una conductividad de solución alta, la propulsión eléctrica de estos micromotores se vuelve ineficaz con conductividades de solución superiores a ≈0,3 mS cm−1. Aquí, las capacidades de manipulación y transporte de carga de JP a soluciones conductivas casi fisiológicas (<6 mS cm−1) se amplían con éxito al combinar la navegación y la propulsión de micromotores basadas en campos magnéticos con la manipulación basada en DEP de varias cargas sintéticas y biológicas. La combinación de un campo magnético giratorio y un campo eléctrico da como resultado una mayor movilidad del micromotor y control de la dirección mediante la sintonización de la frecuencia del campo eléctrico. Además, se demuestra la capacidad del micromotor para identificar células apoptóticas entre células viables y necróticas en función de su diferencia dielectroforética, lo que permite analizar el estado apoptótico en muestras de células individuales para el descubrimiento de fármacos, la terapia celular y la inmunoterapia. También se demuestra la capacidad de atrapar y transportar células vivas hacia regiones que contienen liposomas cargados de doxorrubicina. Este enfoque de micromotor híbrido para la captura, el transporte y la detección sin etiquetas de células seleccionadas dentro de soluciones conductoras abre nuevas oportunidades en la administración de fármacos y el análisis de células individuales, donde son necesarias condiciones de medios cercanas a las fisiológicas. Se demuestra la capacidad de identificar células apoptóticas entre células viables y necróticas en función de su diferencia dielectroforética, lo que permite analizar el estado apoptótico en las muestras de células individuales para el descubrimiento de fármacos, la terapia celular y la inmunoterapia. También se demuestra la capacidad de atrapar y transportar células vivas hacia regiones que contienen liposomas cargados de doxorrubicina. Este enfoque de micromotor híbrido para la captura, el transporte y la detección sin etiquetas de células seleccionadas dentro de soluciones conductoras abre nuevas oportunidades en la administración de fármacos y el análisis de células individuales, donde son necesarias condiciones de medios cercanas a las fisiológicas. Se demuestra la capacidad de identificar células apoptóticas entre células viables y necróticas en función de su diferencia dielectroforética, lo que permite analizar el estado apoptótico en las muestras de células individuales para el descubrimiento de fármacos, la terapia celular y la inmunoterapia. También se demuestra la capacidad de atrapar y transportar células vivas hacia regiones que contienen liposomas cargados de doxorrubicina. Este enfoque de micromotor híbrido para la captura, el transporte y la detección sin etiquetas de células seleccionadas dentro de soluciones conductoras abre nuevas oportunidades en la administración de fármacos y el análisis de células individuales, donde son necesarias condiciones de medios cercanas a las fisiológicas. e inmunoterapia. También se demuestra la capacidad de atrapar y transportar células vivas hacia regiones que contienen liposomas cargados de doxorrubicina. Este enfoque de micromotor híbrido para la captura, el transporte y la detección sin etiquetas de células seleccionadas dentro de soluciones conductoras abre nuevas oportunidades en la administración de fármacos y el análisis de células individuales, donde son necesarias condiciones de medios cercanas a las fisiológicas. e inmunoterapia. También se demuestra la capacidad de atrapar y transportar células vivas hacia regiones que contienen liposomas cargados de doxorrubicina. Este enfoque de micromotor híbrido para la captura, el transporte y la detección sin etiquetas de células seleccionadas dentro de soluciones conductoras abre nuevas oportunidades en la administración de fármacos y el análisis de células individuales, donde son necesarias condiciones de medios cercanas a las fisiológicas.