Des chercheurs de l’université de Tel Aviv ont mis au point un micro-robot hybride de la taille d’une seule cellule biologique (environ 10 microns de diamètre), qui peut être contrôlé et naviguer à l’aide de deux mécanismes différents : électrique et magnétique.
Il est capable de naviguer entre les différentes cellules d’un échantillon biologique, de distinguer les différents types de cellules, d’identifier si elles sont saines ou mourantes, puis de transporter la cellule souhaitée en vue d’une étude plus approfondie, telle qu’une analyse génétique. Le micro-robot peut également transfecter un médicament et/ou un gène dans la cellule unique capturée et ciblée. Selon les chercheurs, ce développement peut contribuer à promouvoir la recherche dans le domaine important de « l’analyse des cellules uniques » et trouver une utilisation dans le diagnostic médical, le transport et le dépistage des médicaments, la chirurgie et la protection de l’environnement.
Cette technologie innovante a été mise au point par le professeur Gilad Yossifon, de l’école d’ingénierie mécanique et du département d’ingénierie biomédicale de l’université de Tel-Aviv, et son équipe : Yue Wu, chercheur post-doctoral, et Sivan Yakov, étudiant, en collaboration avec Afu Fu, chercheur post-doctoral, du Technion, l’Institut israélien de technologie. La recherche a été publiée dans la revue Advanced Science.
Le professeur Gilad Yossifon explique que les micro-robots (parfois appelés micromoteurs ou particules actives) sont de minuscules particules synthétiques de la taille d’une cellule biologique, qui peuvent se déplacer d’un endroit à l’autre et effectuer diverses actions (par exemple : collecte de cargaisons synthétiques ou biologiques) de manière autonome ou sous le contrôle externe d’un opérateur. Selon le professeur Yossifon, « le développement de la capacité du micro-robot à se déplacer de manière autonome a été inspiré par les micro-nageurs biologiques, tels que les bactéries et les spermatozoïdes. Il s’agit d’un domaine de recherche innovant qui se développe rapidement, avec une grande variété d’utilisations dans des domaines tels que la médecine et l’environnement, ainsi qu’en tant qu’outil de recherche ».
Pour démontrer les capacités du micro-robot, les chercheurs l’ont utilisé pour capturer des cellules sanguines et cancéreuses uniques, ainsi qu’une bactérie unique, et ont montré qu’il était capable de faire la distinction entre des cellules présentant différents niveaux de viabilité, telles qu’une cellule saine, une cellule endommagée par un médicament, ou une cellule mourante ou en train de mourir dans le cadre d’un processus naturel de « suicide » (une telle distinction peut être importante, par exemple, lors de la mise au point de médicaments anticancéreux).
Après avoir identifié la cellule souhaitée, le micro-robot la capture et la déplace vers un endroit où elle peut être analysée plus en détail. Une autre innovation importante est la capacité du micro-robot à identifier des cellules cibles qui ne sont pas étiquetées – le micro-robot identifie le type de cellule et son état (tel que le degré de santé) à l’aide d’un mécanisme de détection intégré basé sur les propriétés électriques uniques de la cellule.
Prof. Yossifon : « Notre nouveau développement fait progresser la technologie de manière significative sur deux aspects principaux : la propulsion hybride et la navigation par deux mécanismes différents – électrique et magnétique. En outre, le micro-robot a une meilleure capacité à identifier et à capturer une seule cellule, sans qu’il soit nécessaire de la marquer, pour la tester localement ou la récupérer et la transporter vers un instrument externe. Cette recherche a été menée sur des échantillons biologiques en laboratoire pour des essais in vitro, mais l’objectif est de développer à l’avenir des micro-robots qui fonctionneront également à l’intérieur du corps – par exemple, en tant que transporteurs de médicaments efficaces qui peuvent être guidés avec précision vers la cible ».
Source : Spacedaily & Israël Valley
