La drosophile melanogaster, plus connue sous le nom de mouche à fruits, peut sembler être un insecte banal. Pourtant, ces insectes sont essentiels aux recherches en cours sur diverses maladies neurologiques menées au Texas Children's Hospital.
Les mouches à fruits sont très importantes pour cette recherche car elles partagent 75 % des gènes responsables des maladies chez l'homme, se reproduisent rapidement et les scientifiques peuvent facilement modifier leur code ADN, selon l'UC Davis. Cependant, la manipulation de ces mouches à fruits en laboratoire peut s'avérer délicate.
ABB Robotics et le Jan and Dan Duncan Neurological Research Institute (Duncan NRI) du Texas Children's Hospital ont créé un poste de travail automatisé pour le transfert des mouches à fruits. Le système est équipé du robot collaboratif à deux bras YuMi d'ABB pour faciliter l'étude de maladies telles que la maladie d'Alzheimer, la maladie de Huntington et la maladie de Parkinson.
L'entreprise a déclaré qu'il s'agissait du premier système automatisé qui ne nécessite pas l'immobilisation des mouches avec des anesthésiques tels que le dioxyde de carbone avant le transfert. L'étape d'anesthésie est une étape fastidieuse dans les systèmes précédents, qui peut nuire au comportement des mouches et à la précision des résultats de l'étude.
« Nous avons constaté des progrès considérables dans l'automatisation des laboratoires au fil des ans, mais certaines tâches cruciales sont encore effectuées manuellement, ce qui peut avoir un impact sur les résultats », a déclaré Jose-Manuel Collados, responsable de la gamme de produits de robotique de service d'ABB. « Les bras de notre cobot YuMi fonctionnent de manière indépendante mais coordonnée, ce qui permet d'automatiser la tâche complexe de transfert de mouches vivantes entre les flacons. »
Le transfert des mouches à fruits entre les flacons est une tâche délicate
Dans le cadre de l'entretien de routine, les chercheurs du Texas Children's Hospital nourrissent les mouches à fruits en les transférant dans des flacons contenant de la nourriture tous les 30 jours. Un laboratoire typique conserve environ 20 000 flacons, ce qui signifie que les chercheurs passent 20 % d'une journée de travail à « retourner les mouches » en plaçant un flacon contenant le stock de mouches sur un flacon contenant de la nourriture fraîche, puis en tapotant dessus pour faire tomber les mouches.
Selon ABB, toutes les tentatives précédentes d'automatisation du processus impliquaient d'exposer les mouches à l'extérieur des flacons pendant le transfert, ce qui nécessitait une sédation. Le nouveau système peut également améliorer la précision des résultats et accélérer le processus de transfert, a noté ABB Robotics.
Les ingénieurs d'ABB ont collaboré avec des chercheurs du Duncan NRI pour concevoir et construire un poste de travail de transfert à la volée, qui comprend le cobot YuMi, une table empilée de flacons à transférer, une unité de codes-barres et d'étiquetage et une goulotte à déchets.
Le cobot YuMi d'ABB exécute les mêmes mouvements que les chercheurs humains pour toucher et transférer les mouches d'un flacon à l'autre. Cela permet aux scientifiques de se concentrer sur des tâches essentielles à leur mission, comme la découverte de nouvelles voies et le test de l'efficacité de nouveaux médicaments dans le traitement des troubles neurologiques.
YuMi permet un suivi minutieux au Texas Children's Hospital
Le robot YuMi gère l'ensemble du processus de retournement des mouches à fruits, qui consiste à effectuer 10 étapes préprogrammées en succession rapide. Tout comme les humains, le robot prend un flacon contenant des mouches vivantes, ouvre le bouchon protecteur en acétate de cellulose, place le flacon sur un flacon contenant de la nourriture fraîche et tape sur le flacon pour transférer les mouches.
Il bouche, étiquette et scanne ensuite le flacon, puis l'empile dans des casiers en carton. Le robot jette ensuite les flacons contenant les aliments périmés pour éviter toute contamination croisée.
Selon ABB, l'une des caractéristiques les plus remarquables du système est sa capacité à lire des codes-barres et à imprimer des étiquettes. Les chercheurs utilisent ces étiquettes pour identifier les informations sur la souche et le génotype pendant le transfert. Cette fonctionnalité garantit un suivi et une gestion méticuleux des souches de drosophiles.
Les technologies de détection avancées du robot permettent un placement précis des flacons dans des supports en carton standard, offrant aux chercheurs la possibilité de continuer à utiliser les supports de flacons existants, réduisant ainsi les coûts opérationnels du Texas Children's Hospital.
ABB a déclaré avoir conçu ce système pour qu'il soit coopératif et sûr pour les interactions humaines. Ses bras de détection de mouvement sont équipés pour détecter les humains ou les objets à proximité, interrompant instantanément le mouvement pour éviter les accidents, permettant ainsi un espace de travail collaboratif sécurisé.