Des microrobots métamorphes qui combattent le cancer au niveau cellulaire

Non, ce n’est pas d’un film de science-fiction ou d’un épisode d’une émission télévisée populaire pour enfants. C’est la vraie vie. Les chercheurs, dans une étude de validation de principe, ont fabriqué des microrobots en forme de poisson qui sont guidés par des aimants vers les cellules cancéreuses, où un changement de pH les pousse à ouvrir la bouche et à libérer leur cargaison de chimiothérapie.

Les scientifiques ont déjà fabriqué des robots à micro-échelle (inférieurs à 100 µm) capables de manipuler de minuscules objets, mais la plupart ne peuvent pas modifier leurs formes pour effectuer des tâches complexes, telles que la libération de médicaments. Certains groupes ont fabriqué des objets imprimés en 4D (dispositifs imprimés en 3D qui changent de forme en réponse à certains stimuli), mais ils n’effectuent généralement que des actions simples et leur mouvement ne peut pas être contrôlé à distance.

Dans une étape vers les applications biomédicales de ces dispositifs, Jiawen Li, Li Zhang, Dong Wu et leurs collègues voulaient développer des microrobots à morphing de forme qui pourraient être guidés par des aimants vers des sites spécifiques pour administrer des traitements. Étant donné que les tumeurs existent dans des microenvironnements acides, l’équipe a décidé de faire changer de forme les microrobots en réponse à une baisse du pH.

Ainsi, les chercheurs ont imprimé en 4D des microrobots sous la forme d’un crabe, d’un papillon ou d’un poisson à l’aide d’un hydrogel sensible au pH. En ajustant la densité d’impression à certaines zones de la forme, telles que les bords des pinces du crabe ou les ailes du papillon, l’équipe a codé un morphing de forme sensible au pH. Ensuite, ils ont rendu les microrobots magnétiques en les plaçant dans une suspension de nanoparticules d’oxyde de fer.

Les chercheurs ont démontré diverses capacités des microrobots dans plusieurs tests. Par exemple, un microrobot en forme de poisson avait une « bouche » réglable qui s’ouvrait et se fermait. L’équipe a montré qu’ils pouvaient diriger le poisson à travers des vaisseaux sanguins simulés pour atteindre les cellules cancéreuses dans une région spécifique d’une boîte de Pétri. Lorsqu’ils ont abaissé le pH de la solution environnante, le poisson a ouvert la bouche pour libérer un médicament de chimiothérapie, qui a tué les cellules voisines. Bien que cette étude soit une preuve de concept prometteuse, les microrobots doivent être encore plus petits pour naviguer dans les vaisseaux sanguins réels, et une méthode d’imagerie appropriée doit être identifiée pour suivre leurs mouvements dans le corps, selon les chercheurs.