Des travaux, dont les résultats ont été publiés dans la revue Nature Communications, ont permis de réaliser une machine microscopique mise en mouvement par des cellules cardiaques de rats, qui peut se déplacer dans un milieu liquide à l'instar des spermatozoïdes auxquels elle ressemble.

Dans la nature, «de nombreux micro-organismes ou cellules sont dotés d’un ou plusieurs flagelles dont les mouvements oscillatoires leur permettent de se déplacer dans un milieu liquide, et ce malgré les forces de viscosité qui s’opposent à leurs mouvements (étant donné leur taille, le nombre de Reynolds est faible)».

L'engin autonome, qui vient d'être élaboré, est composé en partie de cellules biologiques, ce qui en fait un biobot. Il «mesure au total 1.954 µm de long, qui se divisent en une tête de 454 µm de long et 57 µm de large, ainsi qu’en une queue de 1.500 µm de long et 7 µm de large» et sa hauteur est la même sur toute sa longueur (7 µm).

Le corps de ce biobot expérimental est constitué de polydiméthylsiloxane ou PDMS, un polymère organominéralflexible, qui est animé par des cardiomyocytes de rats. Lorsque ces cellules contractiles, qui avaient «été mises en culture à la jonction entre la tête et la queue sur un revêtement de fibronectine», se sont mis à battre, leurs premiers mouvements étaient anarchiques puis, progressivement, elles «ont commencé à se contracter dans la même direction et en rythme».

Si «le mécanisme précis à la base de cette synchronisation spontanée n’est pas encore compris», il a tout de même produit «un mouvement ondulatoire transmis à la queue», qui «a permis au dispositif d’avancer» et «de nager à des vitesses oscillant entre 5 et 10 µm/s». De plus, un second dispositif, équipé cette fois de deux flagelles, a pu «atteindre une vitesse de nage de 81 µm/s».

Ces biobots, lorsqu'ils seront perfectionnés, devraient avoir des applications médicales comme «délivrer des médicaments, pratiquer des opérations microchirurgicales ou cibler des cellules cancéreuses».