Investigadores de la Universidad de Tel Aviv, en Israel, han creado un microrobot del tamaño de una sola célula biológica que navega usando electricidad y campos magnéticos y puede identificar y capturar una sola célula, abriendo la puerta a una amplia gama de aplicaciones.
Crédito: MysteryPlanet.com.ar.
Inspirándose en los «nadadores» biológicos, como las bacterias y los espermatozoides, los investigadores desarrollaron un microrobot (de unas 10 micras de diámetro) con la capacidad de moverse por el cuerpo de forma autónoma o controlado por un operador.
Usar un campo magnético para impulsar el microrobot —también llamado micromotor— resulta eficiente; no requiere combustible ni contacto directo entre el imán y los tejidos corporales, se puede dirigir con precisión y puede funcionar en una amplia gama de temperaturas y conductividades de la solución. Los micromotores eléctricos ofrecen ventajas, como la carga, el transporte y la liberación selectivos de la carga y la capacidad de usar electricidad para «deformar» las células, pero tienen algunas desventajas. Entonces, combinar los dos fue una obviedad.
«Los microrobots que han operado hasta ahora basados en un mecanismo de guía eléctrica no fueron efectivos en ciertos entornos caracterizados por una conductividad eléctrica relativamente alta, como un entorno fisiológico, donde el accionamiento eléctrico es menos efectivo», dijo Gilad Yossifon, autor principal del estudio publicado en Advanced Science. «Aquí es donde entra en juego el mecanismo magnético complementario, que es muy eficaz independientemente de la conductividad eléctrica del entorno»
Una vez que se ensambló el sistema de propulsión híbrido, los investigadores pudieron demostrar las capacidades del microrobot. Lo usaron para capturar un solo glóbulo rojo, células cancerosas y una sola bacteria, demostrando que el diminuto ingenio podía distinguir entre una célula sana y una que había sido dañada por un fármaco o una célula moribunda y una que estaba experimentando un proceso natural de «suicidio» (apoptosis). Una vez capturada, la célula se puede mover a un instrumento externo para su posterior análisis.
Pero la ventaja del microrobot híbrido es que también puede capturar células no marcadas al detectar su estado. Este es el primer estudio que lleva a cabo la detección basada en microrobots de células apoptóticas sin etiquetas.
«Nuestro nuevo desarrollo avanza significativamente la tecnología en dos aspectos principales: propulsión híbrida y navegación por dos mecanismos diferentes: eléctrico y magnético», señaló Yossifon. «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».
Si bien las pruebas del microrobot se llevaron a cabo fuera del cuerpo humano, los investigadores esperan que pronto pueda probarse in vivo, dado su potencial para una amplia aplicación.
«Entre otras cosas, la tecnología apoyará las siguientes áreas: diagnóstico médico a nivel de una sola célula, introducción de fármacos o genes en las células, edición genética, transporte de fármacos a su destino dentro del cuerpo, limpieza del medio ambiente de partículas contaminantes, desarrollo de fármacos, y crear un “laboratorio en una partícula”», detalló Yossifon.
Fuente
Crean robot diminuto que puede identificar y capturar una sola célula