En sus experimentos, los investigadores pudieron utilizar este robot automatizado para manipular la genética de organismos multicelulares, incluidos embriones de mosca de la fruta y pez cebra. La tecnología ahorrará tiempo y dinero a los laboratorios y les permitirá realizar más fácilmente nuevos experimentos genéticos a gran escala que antes no eran posibles utilizando técnicas manuales

La investigación, titulada "Manipulación genética de alto rendimiento de organismos multicelulares utilizando un robot de microinyección embrionaria guiada por visión artificial", aparece en la portada de la edición de abril de 2024 de GENETICS. , una revista de acceso abierto. El trabajo fue codirigido por dos estudiantes graduados en ingeniería mecánica de la Universidad de Minnesota, Andrew Alegria y Amey Joshi. El equipo también está trabajando para comercializar esta tecnología para que esté ampliamente disponible a través de la nueva empresa de la Universidad de Minnesota, Objective Biotechnology.

La microinyección es un método para introducir células, material genético u otros agentes directamente en embriones, células o tejidos utilizando una pipeta muy fina. Los investigadores han entrenado al robot para que detecte embriones que miden una centésima parte del tamaño de un grano de arroz. Después de la detección, la máquina puede calcular una ruta y automatizar el proceso de las inyecciones.

"Este nuevo proceso es más robusto y reproducible que las inyecciones manuales", dijo Suhasa Kodandaramaiah, profesor asociado de ingeniería mecánica de la Universidad de Minnesota y autor principal del estudio. "Con este modelo, los laboratorios individuales podrán pensar en nuevos experimentos que no podrían realizarse sin este tipo de tecnología."

Normalmente, este tipo de investigación requiere técnicos altamente capacitados para realizar la microinyección, algo que muchos laboratorios no cuentan. Esta nueva tecnología podría ampliar la capacidad de realizar grandes experimentos en laboratorios, al tiempo que reduce el tiempo y los costos.

"Esto es muy emocionante para el mundo de la genética. La escritura y la lectura del ADN han mejorado drásticamente en los últimos años, pero contar con esta tecnología aumentará nuestra capacidad para realizar experimentos genéticos a gran escala en una amplia gama de organismos", afirmó Daryl Gohl, un coautor del estudio, líder del grupo del Laboratorio de Innovación del Centro de Genómica de la Universidad de Minnesota y profesor asistente de investigación en el Departamento de Genética, Biología Celular y Desarrollo.

Esta tecnología no solo se puede utilizar en experimentos genéticos, sino que también puede ayudar a preservar especies en peligro de extinción mediante la criopreservación, una técnica de preservación realizada a temperaturas ultrabajas.

"Se puede utilizar este robot para inyectar nanopartículas en células y tejidos que ayudan en la criopreservación y en el proceso de recalentamiento posterior", explicó Kodandaramaiah.

Otros miembros del equipo destacaron otras aplicaciones de la tecnología que podrían tener un impacto aún mayor.

"Esperamos que esta tecnología pueda usarse eventualmente para la fertilización in vitro, donde se puedan detectar esos óvulos a nivel de microescala", dijo Andrew Alegria, coautor principal del artículo y asistente de investigación graduado en ingeniería mecánica de la Universidad de Minnesota en Biosensing. y Laboratorio de Biorobótica.

Además de Kodandaramaiah, Gohl, Alegria y Joshi, el equipo incluyó a varios investigadores de la Facultad de Ciencias e Ingeniería de la Universidad de Minnesota y del Laboratorio de Innovación del Centro de Genómica de la Universidad de Minnesota. El equipo ganó recientemente el concurso de ciencias biológicas "Walleye Tank" de la Universidad. Esta competencia de presentación de ciencias biológicas brinda oportunidades educativas y promocionales para empresas médicas y de ciencias biológicas emergentes y establecidas.

Esta investigación se completó en colaboración con el Centro de Investigación de Ingeniería de Tecnologías Avanzadas para la Preservación de Sistemas Biológicos (ATP-Bio) y el Zebrafish Core de la Universidad de Minnesota.