Искусственная кожа избавит от необходимости использовать людей и животных для изучения укусов комаров
Travis_Macrif, Хабр
Учёные рассказали, что напечатанная на 3D-принтере искусственная кожа позволит исследовать передачу смертельных заболеваний, переносимых комарами, без испытаний на людях и животных.
Насекомых захватывают при помощи пылесоса и помещают в прозрачную пластиковую ёмкость. Спустя некоторое время комары приспосабливаются к новому окружению и начинают слетаться к источнику крови. Они обнаруживают квадрат прозрачной синтетической кожи, под которым находится сосуд с кровью. Комары способны питаться сквозь фрагмент кожи.
Этот эксперимент провели исследователи Тулейнского университета и Университета Райса. В ходе опыта учёные хотели выяснить, подходят ли желатиноподобные участки искусственной кожи (гидрогели) для изучения механизмов передачи смертельных заболеваний комарами и какие репелленты наиболее эффективны. Широкое применение искусственной кожи устранит необходимость проводить эксперименты на людях.
Гидрогели уже используют в Школе общественного здравоохранения и тропической медицины Тулейнского университета, где инсектарий производит более 1 тыс. комаров в неделю, а 3D-принтер печатает искусственную кожу. Биоинженеры Университета Райса разработали гидрогелевый материал и программное обеспечения для машинного обучения, которое анализирует видео с питанием комаров для выявления закономерностей.
Научная группа обнаружила, что гидрогели создают более стабильную среду для тестирования комаров независимо от вида. Испытания показали, что диэтилтолуамид и репеллент на растительной основе, изготовленный из лимона и эвкалипта, эффективно отпугивают комаров. Без репеллента насекомые пытались найти пищу внутри гидрогеля.
Это обстоятельство меняет правила игры, заявила доцент тропической медицины в Школе общественного здравоохранения и тропической медицины Тулейнского университета Дон Вессон. Она добавила, что учёные смогут изучить процесс питания комаров, чтобы лучше понимать способности насекомых передавать болезни и, вероятно, помешать им.
Комары — одни из самых опасных насекомых в мире. Они переносят смертельные заболевания, включая малярию, лихорадку денге, лихорадку Западного Нила, вирус Зика и жёлтую лихорадку. От переносимых комарами болезней ежегодно погибают около 725 тыс. человек, следует из данных ВОЗ.
Изучение механизмов кормления комаров с участием людей и мышей — дорогостояще и непоследовательно. Использование гидрогелей с различными структурами кровеносных сосудов увеличивает возможности исследований процессов кормления комаров в геометрической прогрессии, отметила Вессон.
В ходе эксперимента камера фиксирует характер питания комаров. Искусственный интеллект используют для отслеживания и сортировки общих мест укусов и того, сколько времени требуется для кормления.
Гидрогелевую систему также можно применять для тестирования и открытия новых репеллентов, а также для более широкого изучения поведения комаров, заявил автор исследования и доцент биоинженерии в Инженерной школе Джорджа Р. Брауна в Университете Райса Омид Вейсе.
Научная работа «Development of an automated biomaterial platform to study mosquito feeding behavior» опубликована 09 февраля 2022 года в журнале Frontiers in Bioengineering and Biotechnology).
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru