Биоэлектроника против бессонницы: разработан имплант для перестройки циркадных ритмов

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Биоинженеры из Университета Райса и Северо-Западного университета разработали имплантируемое устройство, способное сократить время адаптации организма к резкой смене часовых поясов. В ходе экспериментов на животных терапия с использованием модифицированных клеток, непрерывно продуцирующих гормон лептин, ускорила перестройку циркадных ритмов примерно на одни сутки. Результаты исследования, опубликованные в журнале Advanced Science, подтверждают возможность управления биологическими часами через метаболические сигналы.

Автор: Google Источник: gemini.google.com

Сбой циркадных ритмов, возникающий при перелетах через несколько часовых поясов или при посменной работе, сопровождается расстройством сна, метаболическими нарушениями и снижением когнитивных функций. Традиционно внутренние часы организма ориентируются на внешний свет, передавая сигналы через главный регулятор — супрахиазматическое ядро головного мозга. Однако периферические ткани и органы адаптируются к новому распорядку с задержкой, что и вызывает симптомы джетлага (синдрома смены часовых поясов).

Чтобы синхронизировать работу внутренних систем, исследователи применили подход, основанный на воздействии на периферические метаболические механизмы. В рамках проекта Rice Biotech Launch Pad ученые разработали микроскопическую капсулу, содержащую генетически отредактированные клетки. Имплантат обеспечивает постоянное высвобождение лептина — гормона, который участвует в регуляции энергетического обмена и сигнализирует мозгу о состоянии насыщения.

В доклинических тестах лабораторным животным искусственно сдвинули цикл смены света и темноты, имитируя резкий перелет в другой часовой пояс. Первая группа, получившая клеточную терапию с лептином, полностью восстановила нормальные фазы активности и отдыха за два-три дня, тогда как контрольной группе без имплантата потребовалось около пяти-семи дней. Дополнительные анализы показали, что непрерывная подача лептина ускоряет перестройку метаболического профиля печени и мышечных тканей.

Технология инкапсуляции защищает модифицированные клетки от атаки иммунной системы реципиента, предотвращая отторжение без необходимости применения иммунодепрессантов. Пористое покрытие капсулы пропускает питательные вещества и кислород к клеткам, одновременно позволяя выработанному лептину свободно поступать в кровоток.

Разработка представляет собой шаг к созданию автоматизированных автономных устройств для управления физиологическими состояниями. В перспективе подобные биомикроэлектронные системы смогут синтезировать не только лептин, но и другие гормональные или пептидные соединения в ответ на внешние команды или биомаркеры организма. Это позволит облегчить адаптацию для пилотов, бортпроводников, медицинских работников и всех, кто регулярно сталкивается с нарушением суточных ритмов.

Источник: rice.edu

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Илон Маск обещает летающий автомобиль к 2028 году. Эту сказку нам слово в слово рассказывали в 1957-м

На испытательном полигоне компании SpaceX в городе Макгрегор, штат Техас, состоялась закрытая презентация новой версии спортивного автомобиля Tesla Roadster. Во время показа машина заехала на...

ИИ декодировал язык клеточных сигналов — и подсказал, как вырастить живые ткани в пробирке

В процессе развития эмбриона исходно одинаковые клетки постепенно превращаются в десятки специализированных типов: нейроны, мышечные волокна, клетки печени или кожи. Выбор пути зависит от...

Плейлисты на компакт-кассете: как дека Uher CG 355 запоминала порядок треков

В конце 1970-х слушать кассету значило постоянно держать руку на клавишах. Нужный трек искали перемоткой вперёд или назад, глядя на механический счётчик или просто на слух. Мюнхенская фирма Uher...

Как остановить опасный астероид, если таран не сработает: суперкомпьютер нашел решение

Падение крупного небесного тела на Землю — единственный вид глобальной природной катастрофы, который человечество способно предотвратить с помощью доступных технологий. Атмосфера планеты...

Обзор базового робота-пылесоса Dreame F21 Pro: с замашками флагмана!

Вслед за бюджетной новинкой Dreame F21 была представлена «Pro"-модель робота-пылесоса, отличающаяся рядом серьезных улучшений: мощность всасывания возросла с 20 до 25 кПа, пылесос стал лучше...

Летающая тарелка из Саратова: для чего в СССР создали передовой для своего времени безаэродромный летательный аппарат ЭКИП и что с ним стало

В конце 1970-х — начале 1980-х гг советский инженер и авиаконструктор Лев Николаевич Щукин предложил концепцию многофункционального летательного аппарата, который по внешнему виду...