En un nuevo estudio publicado en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias , Investigadores de la Universidad de Toronto han demostrado una forma novedosa y no invasiva de manipular células mediante microrobótica.

La manipulación celular (mover pequeñas partículas de un lugar a otro) es una parte integral de muchos esfuerzos científicos. Un método de manipulación de células es mediante pinzas optoelectrónicas (OET), que utilizan varios patrones de luz para interactuar directamente con el objeto de interés.

Debido a esta interacción directa, existen limitaciones en cuanto a la fuerza que se puede aplicar y la velocidad a la que se puede manipular el material celular. Aquí es donde se vuelve útil el uso de la microrrobótica.

Un equipo de investigadores dirigido por el becario postdoctoral Dr. Shuailong Zhang y el profesor Aaron Wheeler, han diseñado microrobots (trabajando a escala submilimétrica) que pueden ser operados por OET para manipulación celular.

En lugar de utilizar la luz para interactuar directamente con las células, la luz se utiliza para dirigir microrobots en forma de rueda dentada que pueden "recoger" material celular, transportarlo y luego entregarlo. Esta manipulación se puede realizar a mayores velocidades mientras causa menos daño al material en comparación con los métodos tradicionales de OET.

"La capacidad de estos microrobots impulsados ​​por la luz para realizar un control preciso y no invasivo, El aislamiento y el análisis de células en un entorno biológico complejo las convierten en una herramienta muy poderosa, "dice Zhang.

"Las técnicas tradicionales que se utilizan para manipular células individuales mientras se evalúan mediante microscopía son lentas y tediosas, requiriendo mucha experiencia para llevar a cabo, "dice Wheeler, profesor en el departamento de química con nombramientos cruzados en el Instituto de Biomateriales e Ingeniería Biomédica (IBBME) y el Centro Donnelly de Investigación Celular y Biomolecular.

"Pero estos microrobots son económicos y muy fáciles de usar y tienen una amplia gama de aplicaciones en las ciencias de la vida y más allá".

Además del análisis celular, los microrobots también se pueden utilizar en la clasificación celular (para la expansión clonal), Secuenciación de ARN y fusión célula-célula (comúnmente utilizado en la producción de anticuerpos).

Cindi Morshead, profesor de IBBME y Cirugía, y presidente de la división de anatomía, es coautor del estudio. En el laboratorio de Morshead en el Donnelly Center, Su investigación en medicina regenerativa trabaja con células madre neurales que residen en el cerebro y la médula espinal.

"Las células madre neuronales responden a una multitud de señales y estímulos ambientales en su nicho, y estos cambian con la herida, así que burlando las señales, y respuestas celulares, es un gran desafío cuando intentamos aprovechar el potencial de las células madre para la reparación neuronal, "dice Morshead.

"Estos microrobots permiten un control exquisito de las células y su microambiente, herramientas que necesitaremos para aprender la mejor manera de activar las células madre ".