Напечатанная на принтере биокожа поможет тестировать репелленты

Москиты — самые смертоносные живые существа в мире. Эти крошечные летающие насекомые переносят лихорадку денге, желтую лихорадку, лихорадку Зика, малярию и многие другие заболевания, от которых страдают миллионы людей во всем мире, что приводит к значительной заболеваемости и смертности.

Поскольку москиты распространяют болезниво время укуса, понимание их поведения при питании имеет решающее значение для снижения вреда, который они наносят. Но как изучить пищевое поведение комаров, не давая им живую пищу? В ходе сотрудничества между Университетом Райса и Университетом Тулейна в США был разработан биоматериал, который может устранить необходимость в добровольцах-людях или животных для исследования укусов москитов.

Несколько групп занимаются поиском способов предотвращения укусов москитов, но вывести новые репелленты на рынок очень сложно, — говорит профессор Омид Вейсех из Университета Райса, автор-корреспондент исследования, опубликованного в журнале Frontiers in Bioengineering and Biotechnology.

В данном исследовании мы пытаемся увеличить эффективность тестирования и уменьшить зависимость от людей-добровольцев и животных.

Гидрогели, имитирующие человека

Команда разработала платформу, сочетающую 3D-биопечатные гидрогели, имитирующие человеческую кожу, с видеомониторингом и методами компьютерного зрения для анализа данных. Комаров снимали, пока они питались кровью, введенной внутрь гидрогелей, а полученные данные ученые использовали для тренировки модели машинного обучения, которая различала москитов, питавшихся гидрогелями, от не питавшихся. Это позволило быстро и эффективно проанализировать данные о большом количестве питающихся москитов со средней точностью 92,5%.

В гидрогели можно вводить различные виды крови и других жидкостей, что позволяет исследовать разные виды москитов, которые питаются разными видами пищи. Также это позволило ученым проверить модель, введя в нее различные жидкости, чтобы убедиться, что москитов привлекает именно кровь.

Испытание репеллентов

Команда проверила биоматериал, проведя эксперименты по сравнению реакции москитов на наборы простых гидрогелей, гидрогелей, покрытых DEET, и гидрогелей, покрытых репеллентом на растительной основе. Все гидрогели наполняли кровью, нагретой до 37 градусов Цельсия. Ни один из комаров, которым были доступны только гидрогели с репеллентным покрытием, не стал пить кровь, в то время как 13,8% комаров в контрольной группе все-таки питались кровью.

Хотя это относительно низкая доля, авторы предположили, что сие может быть связано с ограниченной площадью поверхности гидрогеля, что можно решить путем увеличения масштаба. Одним из преимуществ гидрогелей является то, что их можно производить в большом количестве по низкой цене и хранить в холодильнике до тех пор, пока они не понадобятся.

Хотя платформа оптимизирована для использования в лаборатории, авторы предположили, что ее можно приспособить для использования в дикой природе, более точно имитируя реальные условия передачи заболеваний. Однако авторы отметили, что это потребует дополнительной работы.

Во всех экспериментах использовались лабораторные штаммы москитов, а в большинстве — один конкретный вид Aedes aegypti, переносчик вируса желтой лихорадки, вируса денге, вируса Зика и других, — говорит профессор Доун Вессон, Тулейнский университет, соавтор исследования.

Может потребоваться время для оптимизации нашей экспериментальной платформы и модели машинного обучения для исследования других видов.

Кроме того, поскольку поведение лабораторных штаммов иногда отличается от поведения москитов, обитающих в естественных условиях, было бы важно проверить результаты на популяциях диких насекомых.

В целом, результаты показывают, что экспериментальная платформа может быть расширена и адаптирована для скрининга различных соединений на предмет их воздействия на комаров.

Кроме того, наша модель машинного обучения может автоматизировать экспериментальный анализ и давать результаты гораздо быстрее и последовательнее, чем это мог бы сделать человек, — добавил доктор Кевин Янсон, первый автор исследования.

Мы надеемся, что эта платформа сможет быстро выявить перспективных кандидатов для создания более эффективных репеллентов, чтобы снизить распространение заболеваний в будущем.

09.02.2023


Подписаться в Telegram



Здоровье

Носимое устройство для родовых кровотечений: спасение или новая угроза?
Носимое устройство для родовых кровотечений: спасение или новая угроза?

Исследователи разработали носимое оптическое у...

Новый инструмент редактирования генов может быть опасен для здоровья
Новый инструмент редактирования генов может быть опасен для здоровья

Чтобы сделать инструмент редактирования генов ...

Ученые нашли способ борьбы с опасным грибком Candida auris
Ученые нашли способ борьбы с опасным грибком Candida auris

Новое исследование показало, что природно...

Риск астмы и рака легких выше у тех, кто работает с чистящими средствами
Риск астмы и рака легких выше у тех, кто работает с чистящими средствами

В рецензируемом исследовании, проведенном учен...

Cell Reports: Мозг глушит стресс каннабиноидами собственного производства
Cell Reports: Мозг глушит стресс каннабиноидами собственного производства

При стрессе мозг может выделять собственные мо...

Ультразвук может стать ключом к лечению психических заболеваний
Ультразвук может стать ключом к лечению психических заболеваний

Целенаправленное использование ультразвуковой ...

Nature Mental Health: Здоровый образ жизни — ключевой фактор борьбы с депрессией
Nature Mental Health: Здоровый образ жизни — ключевой фактор борьбы с депрессией

Здоровый образ жизни, включающий умеренное упо...

Lancet Oncology: Инновационная протонная терапия сокращает время лечения рака
Lancet Oncology: Инновационная протонная терапия сокращает время лечения рака

В ходе рандомизированного исследования, резуль...

Journal of Natural Products: Средство от рака и вирусов нашли в листьях полыни
Journal of Natural Products: Средство от рака и вирусов нашли в листьях полыни

Яркие зеленые листья прорастают из высоки...

Ученые нашли способ избавиться от опиоидной зависимости — спать!
Ученые нашли способ избавиться от опиоидной зависимости — спать!

Хороший сон имеет множество доказанных пр...

Nature Reviews Neuroscience: Нейромедиатор ГАМК влияет на память и обучаемость
Nature Reviews Neuroscience: Нейромедиатор ГАМК влияет на память и обучаемость

В новаторской обзорной статье, опубликованной ...

Radiology: Скрининг на рак молочной железы в будущем могут доверить ИИ
Radiology: Скрининг на рак молочной железы в будущем могут доверить ИИ

Используя стандартизированную оценку, исследов...

Oncogene: Ученые создали стабильную версию микроРНК-34а для борьбы с раком
Oncogene: Ученые создали стабильную версию микроРНК-34а для борьбы с раком

Новый метод лечения рака, который разработали ...

Поиск на сайте

Магазин

  
Silicon Power Slim S70 60GB SSD накопитель2990.00 руб.

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Как выглядит работающий рекламный баннер
Как выглядит работающий рекламный баннер
Деревья в опасности: грибы-паразиты могут уничтожить целые леса
Деревья в опасности: грибы-паразиты могут уничтожить целые леса
Древние охотники-собиратели жили в условиях постоянного напряжения и насилия
Древние охотники-собиратели жили в условиях постоянного напряжения и насилия
Алмазные материалы могут превращать парниковый газ в ценное топливо
Алмазные материалы могут превращать парниковый газ в ценное топливо
Новый инструмент редактирования генов может быть опасен для здоровья
Новый инструмент редактирования генов может быть опасен для здоровья
Носимое устройство для родовых кровотечений: спасение или новая угроза?
Носимое устройство для родовых кровотечений: спасение или новая угроза?
Новое покрытие-хамелеон изменит способ обогрева и охлаждения зданий
Новое покрытие-хамелеон изменит способ обогрева и охлаждения зданий
Городские птицы заплатили за свет глазами
Городские птицы заплатили за свет глазами
Орангутанг, а не шимпанзе, является предком человека
Орангутанг, а не шимпанзе, является предком человека
Забудьте о достижениях: исследование показало, что они не делают вас счастливыми
Забудьте о достижениях: исследование показало, что они не делают вас счастливыми
Прекрасным дамам - прекрасные смартфоны
Прекрасным дамам - прекрасные смартфоны
Разработан алгоритм определения продажности сайтов
Разработан алгоритм определения продажности сайтов
Исследована галактика с активным формирование звезд
Исследована галактика с активным формирование звезд
Современные технологии и инновации в полиграфии
Современные технологии и инновации в полиграфии
Самоощущение и красота: новое исследование раскрывает связь между ними
Самоощущение и красота: новое исследование раскрывает связь между ними

Новости компаний, релизы

КАИ и Микрон будут готовить инженерные кадры для микроэлектроники
КАИ и Микрон будут готовить инженерные кадры для микроэлектроники
В КНИТУ проходят семинары Минобрнауки России по вопросам защиты государственной тайны
В КНИТУ проходят семинары Минобрнауки России по вопросам защиты государственной тайны
У женщин, прошедших силиконовую имплантацию груди, обнаружены нарушения иммунитета
У женщин, прошедших силиконовую имплантацию груди, обнаружены нарушения иммунитета
Исследование лихенологов СПбГУ поможет вернуть каменным мавзолеям Башкирии средневековый вид
Исследование лихенологов СПбГУ поможет вернуть каменным мавзолеям Башкирии средневековый вид
Ученые ТПУ создали новый вид функционально-градиентной оптической керамики
Ученые ТПУ создали новый вид функционально-градиентной оптической керамики