Cercetătorii dezvoltă un cip cu celule umane vii pentru a analiza pierderea memoriei
Un proiect condus de Universitatea din Bath a obținut 500.000 de lire sterline pentru a dezvolta un dispozitiv „organ-on-chip” de tipul primului său, care replică conexiunile dintre creier, intestin și pancreas.
Proiectul GlucoBrain va permite cercetătorilor să urmărească modul în care semnalele circulă între organe și să descopere de ce diabetul poate duce la schimbări în memorie și cogniție.
Studiul este coordonat de experți de renume mondial în tehnologia Lab-on-Chip de la Bath, în colaborare cu Universitatea din Oxford și Universitatea Johns Hopkins. Descoperirile lor ar putea deschide calea pentru noi tratamente care să îmbunătățească viețile milioanelor de oameni afectați de diabet, demență sau ambele.
Diabetul și boala Alzheimer reprezintă două dintre cele mai presante probleme de sănătate la nivel mondial, în special în societățile îmbătrânite. Deși diabetul este cunoscut pentru impactul său asupra inimii, rinichilor și ochilor, dovezile în creștere sugerează că este, de asemenea, legat de probleme în memorie, învățare și funcția cerebrală. Totuși, mecanismele biologice din spatele acestei legături rămân în mare parte neînțelese.
Dr. Despina Moschou, coordonatorul proiectului, a declarat: „Intestinul, pancreasul și creierul nostru comunică constant printr-o rețea de semnale, ajutându-ne să reglăm foamea și nivelul de zahăr din sânge. Dar nu înțelegem pe deplin cum interacționează aceste semnale la nivel celular și de ce nivelurile de glucoză sunt legate de declinul cognitiv.”
„Prin crearea unui sistem conectat pe un cip, putem studia în timp real modul în care semnalele călătoresc între organe, cum diabetul poate afecta funcția cerebrală și cum noile medicamente ar putea ajuta.”
Majoritatea cunoștințelor actuale despre legătura dintre diabet și demență provin din studii pe animale, culturi celulare simple și studii pe pacienți. Deși acestea sunt utile, nu surprind în mod complet și precis toate interacțiunile complexe dintre organele, hormonii și celulele noastre.
Tehnologia organ-on-chip folosește celule umane vii în dispozitive miniaturale care imită modul în care funcționează organele în organism. Spre deosebire de culturile celulare crescute într-un petri dish, aceste dispozitive permit celulelor să crească în trei dimensiuni, să primească o alimentare controlată cu nutrienți și să interacționeze mai natural. Pentru prima dată, cercetătorii vor putea, de asemenea, să izoleze aceste organe și tipuri de celule pentru a înțelege exact cum comunică la nivel molecular.
Proiectul de trei ani începe în octombrie, reunind ingineri, clinicieni, biologi și oameni de știință computaționali pentru a modela interacțiunile complexe ale bolii. Echipa va dezvolta mai întâi modele individuale de cipuri pentru intestin, pancreas și creier, înainte de a le conecta într-un sistem multi-organ. Vor crește treptat complexitatea și vor măsura modul în care fiecare organ răspunde la glucoză, hormoni și diferite tratamente medicamentoase.
Cercetătorii de la Universitatea din Oxford vor oferi expertiză clinică de bază în diabet și boli metabolice, asigurându-se că modelele sunt fiziologic corecte. Echipa de la Universitatea Johns Hopkins aduce expertiză specializată în boala Alzheimer și organoizi cerebrali.
GlucoBrain este un proiect pilot care va ajuta cercetătorii să înțeleagă exact cum funcționează bolile precum diabetul și demența la un nivel biologic mai profund. Această cercetare în stadiu incipient va construi fundamentul pentru modele și mai avansate și realiste, reunind mai multe organe și tipuri de celule. Prin valorificarea puterii inteligenței artificiale, dispozitivele au potențialul de a dezvălui noi perspective asupra modului în care apar și evoluează bolile.
Dr. Moschou a adăugat: „Nu doar că aceste dispozitive ne-ar oferi o modalitate fără precedent de a studia bolile, dar ar putea ajuta la accelerarea descoperirii și testării medicamentelor, reducând dependența de modelele animale și făcând rezultatele mai relevante pentru oameni. Pe termen lung, acestea ar putea deschide calea pentru medicina personalizată, folosind celulele proprii ale pacientului pentru a identifica cel mai eficient tratament.”
