La Drosophila melanogaster, más conocida como mosca de la fruta, puede parecer una plaga común y corriente. Sin embargo, estos insectos son fundamentales para la investigación en curso sobre diversas enfermedades neurológicas en el Texas Children's Hospital.
Las moscas de la fruta son muy importantes para esta investigación porque comparten el 75% de los genes que causan enfermedades en los humanos, se reproducen rápidamente y los científicos pueden cambiar fácilmente su código de ADN, según la UC Davis. Sin embargo, manipular estas moscas de la fruta en el laboratorio puede ser una tarea complicada.
ABB Robotics y el Instituto de Investigación Neurológica Jan y Dan Duncan (Duncan NRI) del Hospital Infantil de Texas han creado una estación de trabajo automatizada para el traslado de moscas de la fruta. El sistema incluye el robot colaborativo de dos brazos YuMi de ABB para ayudar en el estudio de enfermedades como el Alzheimer, la enfermedad de Huntington y el Parkinson.
La compañía afirmó que este es el primer sistema automatizado que no requiere que las moscas sean inmovilizadas con anestésicos como el dióxido de carbono antes de su traslado. La etapa de anestesia es un paso tedioso en los sistemas anteriores, lo que puede perjudicar el comportamiento de las moscas y la precisión de los resultados del estudio.
"A lo largo de los años hemos visto avances significativos en la automatización de laboratorios, pero algunas tareas cruciales todavía se realizan de forma manual, lo que puede afectar a los resultados", afirma Jose-Manuel Collados, gerente de la línea de productos de robótica de servicio de ABB. "Los brazos de nuestro cobot YuMi trabajan de forma independiente pero coordinada, lo que permite automatizar la compleja tarea de transferir moscas vivas entre viales".
Transferir moscas de la fruta entre viales es una tarea complicada
Como parte del mantenimiento de rutina, los investigadores del Texas Children's Hospital alimentan a las moscas de la fruta transfiriéndolas a frascos que contienen comida cada 30 días. Un laboratorio típico mantiene alrededor de 20,000 frascos, lo que significa que los investigadores pasan el 20% de una jornada laboral "volteando moscas" colocando un frasco que contiene la reserva de moscas sobre un frasco con comida fresca y luego golpeándolo para dejar caer las moscas.
Todos los intentos anteriores de automatizar el proceso implicaban exponer las moscas fuera de los viales durante la transferencia, por lo que era necesario sedarlas, afirmó ABB. El nuevo sistema también puede mejorar la precisión de los resultados y acelerar el proceso de transferencia, señaló ABB Robotics.
Los ingenieros de ABB colaboraron con investigadores de Duncan NRI para diseñar y construir una estación de trabajo de transferencia de moscas, que incluye el cobot YuMi, una mesa repleta de viales para transferencia, una unidad de código de barras y etiquetado, y un conducto de basura.
El cobot YuMi de ABB realiza los mismos movimientos que los investigadores humanos para tocar y transferir las moscas entre los viales. Esto permite a los científicos centrarse en tareas de misión crítica, como el descubrimiento de nuevas vías y la prueba de la eficacia de nuevos medicamentos para el tratamiento de trastornos neurológicos.
YuMi permite un seguimiento minucioso en el Hospital Infantil de Texas
YuMi se encarga de todo el proceso de volteo de moscas de la fruta, que incluye la ejecución de 10 pasos preprogramados en rápida sucesión. Al igual que los humanos, el robot toma un frasco que contiene moscas vivas, abre el tapón protector de acetato de celulosa, coloca el frasco sobre uno con comida fresca y golpea el frasco para transferir las moscas.
Luego tapa, etiqueta y escanea el frasco y, por último, lo apila en estantes de cartón. A continuación, el robot desecha los frascos con alimentos viejos para evitar cualquier contaminación cruzada.
Según ABB, una característica destacada del sistema es su capacidad para leer códigos de barras e imprimir etiquetas. Los investigadores utilizan estas etiquetas para identificar información sobre la cepa y el genotipo durante la transferencia. Esta característica garantiza un seguimiento y una gestión meticulosos de las cepas de Drosophila.
Las tecnologías de detección avanzadas del robot permiten la colocación precisa de los viales dentro de los estantes de cartón estándar, lo que otorga a los investigadores la opción de seguir utilizando los estantes de viales existentes y reduce los costos operativos del Texas Children's Hospital.
ABB afirmó que diseñó este sistema para que fuera cooperativo y seguro para la interacción humana. Sus brazos con sensores de movimiento están equipados para detectar personas u objetos cercanos, deteniendo el movimiento instantáneamente para evitar accidentes, lo que permite un espacio de trabajo colaborativo seguro.