Académicos de la Universidad de Minnesota Twin Cities han diseñado un robot que, mediante aprendizaje automático, automatiza un complejo procedimiento de microinyección de dos organismos diferentes que constituyen el curso de genética. La producción en masa permitió a los científicos utilizar este componente de automatización para manipular organismos con una estructura celular adecuada, como moscas de la fruta y larvas de peces. El dispositivo reducirá el tiempo y los costos de laboratorio, facilitando la sustitución de los métodos manuales por la automatización para la realización de grandes ensayos genéticos, que se volvían ineficaces con las operaciones manuales.
Automatizar la manipulación genética
El estudio de investigación, "Manipulación genética de alto rendimiento de organismos multifásicos mediante una máquina de microinyección embrionaria guiada por visión de cámara", aparece en la portada de la edición de abril de 2024 de GENETICS, la revista digital. Dosdentde posgrado en ingeniería mecánica de la Universidad de Minneapolis, Alegría Andrew y Joshi Amey, realizaron la investigación y respondieron preguntas. Un equipo de comercialización formado dentro de la empresa se centra en la comercialización de la tecnología para su aplicación generalizada a través de Objective Biotechnology, una empresa emergente de Minnesota.
La microinyección es un tipo de manipulación que inyecta un material específico en células o tejidos mediante una pipeta muy fina. El material administrado puede ser una célula, material genético o cualquier otra cosa. Los científicos han desarrollado un robot que actualmente reconoce embriones con un grosor inferior al de un cabello. Una vez finalizada la detección, la máquina crea una ruta y puede controlar todo el proceso. Estas son las formas en que el robot asiste al sector sanitario.
“Estas inyecciones automatizadas han reemplazado las inyecciones manuales, que son más fiables y eficientes”, comentó Suhasa Kodandaramaiah, profesor de ingeniería mecánica de la Universidad de Minnesota y autor principal del estudio. Este cambio en el campo de la investigación permitirá la práctica de nuevos experimentos a nivel de laboratorio, algo que no sería posible sin este tipo de tecnología. Generalmente, la microinyección es responsabilidad de un técnico cualificado, algo que no está disponible en muchos laboratorios. Esta tecnología revolucionaria puede ampliar las capacidades de los procedimientos prelaboratorio, a la vez que reduce su duración y sus costes asociados.
Esto es sumamente estimulante para la genética, que es el campo de estas nuevas herramientas. Además, es una gran oportunidad para aprender más y descubrir los secretos de nuestro código genético. Si bien la tecnología de escritura y lectura de ADN ha mejorado considerablemente en los últimos años, la combinación de nuestra tecnología con las capacidades de secuenciación de ADN permitirá ampliar la gama de organismos en los que podemos realizar experimentos genéticos a gran escala, según el coautor del estudio, Daryl Gohl, profesor adjunto del Laboratorio de Innovación y del Departamento de Genética, Biología Celular y Desarrollo del Centro de Genómica de la Universidad de Minnesota.
Aplicaciones multifacéticas
Esta tecnología podría utilizarse no solo como herramienta en experimentos genéticos, sino también para ayudar a evitar la extinción de muchas especies mediante la criopreservación, una metodología cuya eficacia se ha demostrado durante la ultracongelación. «Es posible utilizar este robot para inyectar nanopartículas en células y tejidos, lo que puede ayudar a preservarlos y recuperarlos durante el proceso de recalentamiento», explicó Kodandaramaiah.
Además, otros compañeros de equipo aportaron algunas ideas sobre otros usos de la tecnología avanzada, que podrían aportar aún más. Las posibilidades tecnológicas podrían mejorar aún más, ya que la implantación de embriones podría realizarse uno a uno mediante fertilización in vitro para reducir el riesgo de complicaciones utilizando esta misma tecnología, bajo la dirección de Andrew Alegría, coautor del artículo y asistente de investigación de posgrado en ingeniería mecánica en el Laboratorio de Biodetección y Biorrobótica de la Universidad de Minnesota.
Además de los cofundadores, el equipo incluyó investigadores universitarios de la Facultad de Ciencias e Ingeniería y del Laboratorio de Innovación del Centro de Genómica de la Universidad de Minnesota. En el último torneo, nuestro equipo se alzó con el título de campeón de la competencia de biotecnología "Walleye Tank" de la Universidad. Los asistentes al evento recibirán formación empresarial y de marketing, y tendrán la oportunidad de celebrar los logros de empresas actuales y futuras en los sectores médico y de las ciencias de la vida.
