Подопытные люди больше не нужны для испытаний на укусы комаров

Прочитано: 94 раз(а)


Подопытные люди больше не нужны для испытаний на укусы комаров благодаря изобретению нового биоматериала.

Комары: самое смертоносное животное в мире. Эти крошечные летающие насекомые являются переносчиками лихорадки денге, желтой лихорадки, вируса Зика, малярии и многих других болезней, от которых страдают миллионы людей во всем мире и которые сопряжены со значительным бременем заболеваемости и смертности. Поскольку они распространяют болезни, когда кусают людей, понимание их пищевого поведения имеет решающее значение для уменьшения вреда, который они наносят.

Но как изучить пищевое поведение комаров, не давая им живой еды? В сотрудничестве между Университетом Райса и Тулейнским университетом в США был разработан биоматериал, который может устранить необходимость в добровольцах или животных в исследованиях укусов комаров.

«Несколько групп занимаются поиском способов остановить укусы комаров, но вывести на рынок новые репелленты сложно», — сказал профессор Омид Вейсех из Университета Райса, автор исследования, опубликованного в Frontiers in Bioengineering and Biotechnology . «Это исследование направлено на увеличение производительности тестирования и снижение зависимости от людей-добровольцев и животных».

Гидрогели, имитирующие людей

Команда разработала платформу, которая объединила 3D-биопечатные гидрогели , имитирующие человеческую кожу , с видеомониторингом и методами компьютерного зрения для анализа данных. Комаров снимали на видео, когда они питались кровью, перелитой в гидрогели, и данные использовались для обучения модели машинного обучения , которая различала комаров, которые питались гидрогелями, и комаров, которые не питались. Это упростило быстрый и эффективный анализ данных о большом количестве кормящихся комаров со средней точностью 92,5%.

Гидрогели можно перфузировать разными типами крови и других жидкостей, что позволяет изучать разные виды комаров, питающихся разной добычей. Это также позволило ученым проверить модель, наполнив ее различными жидкостями, чтобы показать, что комаров привлекает кровь.

Репелленты для дорожных испытаний

Команда протестировала биоматериал, проведя эксперименты, сравнивая реакцию комаров на наборы простых гидрогелей, гидрогелей, покрытых ДЭТА, и гидрогелей, покрытых репеллентом на растительной основе. Все гидрогели перфузировали кровью, нагретой до 37°С. Ни один из комаров, получавших гидрогели с репеллентным покрытием, питался кровью, в то время как 13,8% комаров в контрольной клетке питались.

Хотя это относительно низкая доля, авторы предположили, что это может быть связано с ограниченной площадью поверхности гидрогеля, которую можно решить путем увеличения масштаба. Одним из преимуществ гидрогелей является то, что их можно производить в больших количествах 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 будет адаптировать для использования в дикой природе, более точно имитируя реальные условия передачи болезни. Однако авторы указали, что это потребует дополнительной работы.

«Во всех экспериментах использовались лабораторные штаммы комаров, и в большинстве из них участвовал один конкретный вид: Aedes aegypti, переносчик вируса желтой лихорадки , вирус денге , вирус Зика и другие», — сказал профессор Дон Вессон из Тулейнского университета, соавтор. соответствующий автор. «Может потребоваться время, чтобы оптимизировать нашу экспериментальную платформу и модель машинного обучения для изучения других видов. Кроме того, поскольку поведение лабораторных штаммов иногда отличается от поведения комаров, обитающих в дикой природе, было бы важно проверить наши результаты на популяциях диких комаров. .»

«В целом, наши результаты показывают, что наша экспериментальная платформа может быть расширена и адаптирована для проверки различных соединений на предмет их воздействия на комаров», — сказал Вейсех, с нетерпением ожидая будущих исследований.

«Кроме того, разработанная нами модель машинного обучения может автоматизировать экспериментальный анализ и предоставлять результаты гораздо быстрее и стабильнее, чем это может сделать человек», — добавил доктор Кевин Янсон, первый автор исследования. «Мы надеемся, что эта платформа сможет быстро выявить многообещающих кандидатов на более эффективные репелленты для уменьшения распространения болезней в будущем».

Небольшой удобный репеллент от комаров прошел испытания для защиты военнослужащих



Новости партнеров