Images de microscopie électronique à balayage de cellules souches mésenchymateuses humaines attachées à un microrobot sphérique. Crédit :Jeon et al., Sci. Robot. 4, eaav4317 (2019)
Une équipe de chercheurs affiliée à plusieurs institutions en Corée du Sud et une en Suisse a démontré qu'il est possible d'utiliser des microrobots actionnés magnétiquement pour administrer des cellules souches à des tissus ciblés. Dans leur article publié dans la revue Robotique scientifique , le groupe décrit la création des minuscules robots et leur efficacité lors des tests.
Des travaux antérieurs ont montré qu'il devrait être possible d'administrer des médicaments à une cible chez un être humain vivant en injectant de minuscules robots dans la circulation sanguine, puis en les dirigeant vers une cible à l'aide d'aimants externes. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont montré que la même chose devrait être possible pour les cellules souches.
L'utilisation de cellules souches pour traiter des affections humaines ou réparer des tissus endommagés est devenue un domaine de recherche majeur pour les scientifiques, mais actuellement, la seule façon de les livrer à une zone ciblée est par injection. Mais les injecter dans des zones difficiles d'accès peut être difficile et endommager les tissus. L'injection a également un faible taux de survie des cellules souches. Pour surmonter les problèmes liés à l'injection, les chercheurs ont utilisé la lithographie laser 3D pour produire deux formes de robot, une sphère et une hélice, toutes deux avec des surfaces poreuses pour permettre aux cellules souches d'y adhérer. Les chercheurs ont ensuite utilisé un champ magnétique pour déplacer les robots à travers divers scénarios. Pour diriger les robots sphériques, l'équipe a utilisé un mouvement de rotation avec l'aimant - pour les robots hélicoïdaux, ils ont utilisé un mouvement de roulement.
Illustration d'une configuration expérimentale pour la manipulation magnétique de microrobots transportant des cellules souches à travers un cerveau de rat. Crédit :Jeon et al., Sci. Robot. 4, eaav4317 (2019)
Microrobots (gris) et neurones différenciés (orange) vus au microscope électronique à balayage. Crédit :Jeon et al., Sci. Robot. 4, eaav4317 (2019)
En utilisant leur système, les chercheurs rapportent avoir dirigé des microrobots vers une cavité vide dans une souris vivante. Ils les ont également déplacés à travers un vaisseau sanguin isolé, une culture cellulaire et une tranche de cerveau de rat. Dans la plupart des instances, les minuscules robots portaient des cellules souches, mais les chercheurs ont également montré qu'ils pouvaient également transporter des cellules cancéreuses en les livrant à un organe sur une puce.
Les chercheurs notent que leurs travaux sont encore très préliminaires. En plus des tests de sécurité, il y a toujours l'objectif insaisissable de trouver un moyen de diriger de tels robots dans des êtres humains vivants. Actuellement, la seule façon de voir où ils se trouvent à l'intérieur d'une créature vivante est d'utiliser une technologie basée sur la résonance magnétique, ce qui interférerait avec le guidage des microrobots.
