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Des chercheurs dévoilent une technologie d’injection automatisée d’embryons avec de vastes applications

Dans cet article :

  • Les chercheurs ont développé un système robotique de microinjections automatisées dans de minuscules organismes à des fins d'expériences génétiques.
  • Le système utilise l’apprentissage automatique de la vision par ordinateur pour injecter matic des embryons, augmentant ainsi l’efficacité.
  • La technologie a des applications dans la cryoconservation, la FIV et l’administration de nanoparticules pour la conservation.

Les universitaires de Twin Cities de l’Université du Minnesota ont conçu un robot qui, grâce à l’apprentissage automatique, automatise une procédure complexe de micro-injection de deux organismes différents qui constituent le cours de génétique. La production de masse a permis aux scientifiques d'utiliser ce composant d'automatisation pour manipuler des organismes dotés d'une structure cellulaire suffisante, notamment les mouches des fruits et les larves de poissons. L'appareil réduira le temps et l'argent des laboratoires en facilitant le remplacement des méthodes manuelles par l'automatisation pour la réalisation de tests génétiques à grande échelle, devenus inefficaces avec les opérations manuelles.

Automatiser la manipulation génétique

L’étude de recherche, « Une manipulation génétique à haut débit d’organismes multiphasiques par une machine de micro-injection embryonnaire guidée par caméra », fait la couverture du numéro d’avril 2024 GENETICS, la revue en ligne. Deux dent diplômés en génie mécanique de l'Université de Minneapolis, Alegria Andrew et Joshi Amey, ont mené des recherches et répondu aux questions. Une équipe de commercialisation formée au sein de l'entreprise se concentre sur la commercialisation de la technologie pour une application généralisée par l'intermédiaire de la start-up du Minnesota, Objective Biotechnology.

La microinjection est un type de manipulation qui consiste à injecter un matériau particulier dans des cellules ou des tissus à l'aide d'une pipette très fine. L’objet livré peut être une cellule, du matériel génétique ou autre. Les scientifiques ont développé un robot capable aujourd’hui de reconnaître les embryons dont l’épaisseur est inférieure à celle d’un cheveu. Une fois la détection terminée, la machine crée un itinéraire et peut contrôler l'ensemble du processus. Voilà comment le robot aide le secteur de la santé.

"Ces injections automatisées ont remplacé les injections manuelles, qui sont plus fiables et plus efficaces", a commenté Suhasa Kodandaramaiah, professeur de génie mécanique à l'Université du Minnesota et auteur principal de l'étude. Un tel changement dans le domaine de la recherche permettra la pratique de nouvelles expériences au niveau des laboratoires individuels, ce qui ne serait pas possible sans ce type de technologie. Généralement, il incombe à un technicien qualifié de réaliser une microinjection, ce qui n'est pas disponible dans de nombreux laboratoires. Cette technologie révolutionnaire peut élargir les capacités des procédures pré-laboratoires tout en réduisant leur durée et en diminuant les dépenses associées.

« C’est extrêmement stimulant pour la génétique, qui est le pays de ces nouveaux outils. » C'est aussi une excellente occasion d'en apprendre davantage et de percer les secrets de notre code génétique. Bien que la technologie d'écriture et de lecture de l'ADN se soit considérablement améliorée ces dernières années, l'élargissement de la gamme d'organismes dans lesquels nous pouvons mener des expériences génétiques à grande échelle sera rendu possible en combinant notre technologie avec les capacités de séquençage de l'ADN, selon le co-auteur de l'étude Daryl Gohl. , professeur adjoint du laboratoire d'innovation et du département de génétique, de biologie cellulaire et de développement du centre de génomique de l'Université du Minnesota.

Des applications aux multiples facettes

Cette technologie pourrait être utilisée non seulement comme un outil dans des expériences génétiques, mais aussi comme une aide pour éviter l'extinction de nombreuses espèces grâce à la cryoconservation, une méthodologie dont l'efficacité a été démontrée lors de la surgélation. "Il est possible d'utiliser ce robot pour injecter des nanoparticules dans les cellules et les tissus, ce qui peut aider à les préserver et à les récupérer lors du processus de réchauffement", a expliqué Kodandaramaiah.

De plus, d’autres coéquipiers ont avancé quelques idées concernant d’autres utilisations de la technologie avancée, qui pourraient apporter encore davantage. Les possibilités technologiques pourraient s'améliorer encore puisque l'implantation d'embryons pourrait être effectuée un par un grâce à la fécondation in vitro afin de réduire les risques de complications en utilisant cette même technologie sous la direction d'Andrew Alegria, co-auteur de l'article et diplômé en génie mécanique. assistant de recherche au laboratoire de biodétection et de biorobotique de l'Université du Minnesota.

Outre les cofondateurs, l’équipe comprenait des chercheurs universitaires du Collège des sciences et de l’ingénierie et du laboratoire d’innovation du Centre de génomique de l’Université du Minnesota. Le dernier tournoi a vu notre équipe devenir championne de la compétition de biotechnologie « Walleye Tank » de l'Université. Les visiteurs de l'événement recevront une formation commerciale et marketing et auront l'occasion de célébrer les réalisations d'entreprises existantes et futures dans les secteurs de la médecine et des sciences de la vie.

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