Pequeno robô híbrido pode identificar e capturar uma única célula

NA, 03/04/2023 

Por Paul McClure 

Pesquisadores da Universidade de Tel Aviv, em Israel, criaram um microrobô do tamanho de uma única célula biológica que navega usando eletricidade e campos magnéticos e pode identificar e capturar uma única célula, abrindo a porta para uma vasta gama de aplicações.

Inspirados em “nadadores” biológicos, como bactérias e espermatozóides, os pesquisadores desenvolveram um micro-robô (com cerca de 10 mícrons de diâmetro) com a capacidade de se mover pelo corpo de forma autônoma ou controlada por um operador.

Usar um campo magnético para impulsionar o microrobô, também chamado de micromotor, era atraente; não requer combustível ou contato direto entre o ímã e os tecidos do corpo, pode ser dirigido com precisão e pode funcionar em uma ampla gama de temperaturas e condutividades de solução. Os micromotores elétricos oferecem vantagens, como carregamento, transporte e liberação seletivos de carga e a capacidade de usar eletricidade para “deformar” as células, mas têm algumas desvantagens. Então, combinar os dois foi um acéfalo.

No vídeo abaixo, os pesquisadores falam sobre o funcionamento do microrobô híbrido e seus possíveis usos.

“Os microrobôs que operavam até agora com base em um mecanismo de guia elétrico não eram eficazes em certos ambientes caracterizados por condutividade elétrica relativamente alta, como um ambiente fisiológico, onde o acionamento elétrico é menos eficaz”, disse Gilad Yossifon, autor correspondente do estudo. “É aqui que entra em ação o mecanismo magnético complementar, muito eficaz, independentemente da condutividade elétrica do ambiente.”

Depois que o sistema de propulsão híbrido foi montado, os pesquisadores puderam demonstrar as capacidades do microrobô. Eles o usaram para capturar um único glóbulo vermelho, células cancerígenas e uma única bactéria, demonstrando que o microrrobô poderia distinguir entre uma célula saudável e uma que havia sido danificada por uma droga ou uma célula moribunda e uma que estava passando por uma doença ou processo natural de “suicídio” (apoptose). Uma vez capturada, a célula pode ser movida para um instrumento externo para análise posterior.

Mas a vantagem do micro-robô híbrido é que ele também pode capturar células não marcadas, detectando seu status. Este é o primeiro estudo a realizar a detecção baseada em micro-robôs de células apoptóticas sem rótulo.

“Nosso novo desenvolvimento avança significativamente a tecnologia em dois aspectos principais: propulsão híbrida e navegação por dois mecanismos diferentes – elétrico e magnético”, disse Yossifon. “Além disso, o microrobô tem uma capacidade aprimorada de identificar e capturar uma única célula, sem a necessidade de marcação, para teste local ou recuperação e transporte para um instrumento externo.”

Embora o teste do microrobô tenha ocorrido fora do corpo humano, os pesquisadores esperam que em breve ele possa ser testado in vivo, devido ao seu potencial de ampla aplicação.

“Entre outras coisas, a tecnologia apoiará as seguintes áreas: diagnóstico médico no nível de uma única célula, introdução de drogas ou genes nas células, edição genética, transporte de drogas para seu destino dentro do corpo, limpeza do ambiente de partículas poluentes, desenvolvimento de drogas, e criar um 'laboratório em uma partícula'”, disse Yossifon.

O estudo foi publicado na revista Advanced Science.

Fonte: Universidade de Tel Aviv

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Fonte: https://newatlas.com/robotics/tiny-hybrid-robot-identify-capture-single-cell/