Pesquisadores revelam tecnologia automatizada de injeção de embriões com amplas aplicações

Acadêmicos da Universidade de Minnesota Twin Cities desenvolveram um robô que, por meio de aprendizado de máquina, automatiza um procedimento complexo de microinjeção em dois organismos diferentes, utilizado em um curso de genética. A produção em massa permitiu que os cientistas utilizassem esse componente de automação para manipular organismos com estrutura celular adequada, incluindo moscas-das-frutas e larvas de peixe. O dispositivo reduzirá o tempo e os custos laboratoriais, facilitando a substituição de métodos manuais por automação na realização de grandes ensaios genéticos, que se tornaram ineficientes com operações manuais.

Automatizando a manipulação genética

O estudo de pesquisa, intitulado "Manipulação genética de alto rendimento de organismos multifásicos por meio de uma máquina de microinjeção embrionária guiada por visão com câmera", é a capa da edição de abril de 2024 da revista online GENETICS. Dois estudantes dedent-graduação em engenharia mecânica da Universidade de Minneapolis, Alegria Andrew e Joshi Amey, conduziram a pesquisa e responderam às perguntas. Uma equipe de comercialização formada dentro da empresa concentra-se na comercialização da tecnologia para ampla aplicação por meio da startup Objective Biotechnology, de Minnesota.

A microinjeção é um tipo de manipulação que consiste na injeção de um material específico em células ou tecidos utilizando uma micropipeta muito fina. O material injetado pode ser uma célula, material genético ou qualquer outra substância. Cientistas desenvolveram um robô capaz de reconhecer embriões com uma espessura inferior à de um fio de cabelo. Após a detecção, a máquina cria um trajeto e controla todo o processo. Essas são algumas das maneiras pelas quais os robôs auxiliam o setor da saúde.

“Essas injeções automatizadas substituíram as injeções manuais, que são mais confiáveis ​​e eficientes”, comentou Suhasa Kodandaramaiah, professor de engenharia mecânica da Universidade de Minnesota e autor sênior do estudo. “Essa mudança no campo da pesquisa permitirá a realização de novos experimentos em nível de laboratório individual, o que não seria possível sem esse tipo de tecnologia.” Geralmente, é responsabilidade de um técnico qualificado realizar uma microinjeção, o que não está disponível em muitos laboratórios. Essa tecnologia revolucionária pode ampliar as possibilidades dos procedimentos pré-laboratoriais, reduzindo sua duração e os custos associados.

“Isso é extremamente estimulante para a genética, que é o campo dessas novas ferramentas.” Além disso, é uma grande oportunidade para aprendermos mais e desvendarmos os segredos do nosso código genético. Embora a tecnologia de escrita e leitura de DNA tenha melhorado muito nos últimos anos, ampliar a gama de organismos nos quais podemos realizar experimentos genéticos em larga escala será possível combinando nossa tecnologia com as capacidades de sequenciamento de DNA, de acordo com o coautor do estudo, Daryl Gohl, professor assistente do Laboratório de Inovação do Centro de Genômica da Universidade de Minnesota e do Departamento de Genética, Biologia Celular e Desenvolvimento.

Aplicações multifacetadas

Essa tecnologia poderia ser usada não apenas como uma ferramenta em experimentos genéticos, mas também como um auxílio para evitar a extinção de muitas espécies por meio da criopreservação, uma metodologia cuja eficácia foi demonstrada durante o congelamento profundo. “É possível usar esse robô para injetar nanopartículas em células e tecidos, o que pode ajudar a preservá-los e recuperá-los no processo de reaquecimento”, explicou Kodandaramaiah.

Além disso, outros membros da equipe apresentaram algumas ideias sobre outros usos da tecnologia avançada, que poderiam contribuir ainda mais. As possibilidades tecnológicas poderiam ser ainda melhores, visto que a implantação de embriões poderia ser feita um de cada vez por meio de fertilização in vitro, reduzindo as chances de complicações, utilizando essa mesma tecnologia sob a liderança de Andrew Alegria, coautor do artigo e assistente de pesquisa de pós-graduação em engenharia mecânica no Laboratório de Biossensores e Biorobótica da Universidade de Minnesota.

Além dos cofundadores, a equipe incluía pesquisadores universitários da Faculdade de Ciências e Engenharia e do Laboratório de Inovação do Centro de Genômica da Universidade de Minnesota. No último torneio, nossa equipe sagrou-se campeã da competição de biotecnologia "Walleye Tank" da universidade. Os visitantes do evento receberão formação em negócios e marketing, além da oportunidade de celebrar as conquistas de empresas atuais e futuras nos setores médico e de ciências da vida.