Новости

2 марта, 2018 11:28

Анализ крови поручат микросенсорам

Источник: Известия
Ученые из Иркутска научились непрерывно отслеживать физиологические параметры организма с помощью вводимых в кровоток микросенсоров. Безопасность использования таких датчиков, меньших по размеру, чем клетки крови, проверена на рыбках вида Danio rerio. Впереди — испытания для применения в медицине.
Фото: Getty Images/Science Picture Co

Для отслеживания ключевых показателей крови специалисты НИИ биологии Иркутского государственного университета использовали полупроницаемые капсулы с флуоресцентным красителем внутри. Было изучено распространение таких сенсоров в организме после различных типов инъекций — в кровоток и в ткани. Исследование проводилось на аквариумных рыбках Danio rerio. Это позвоночные животные — а значит, полученные результаты в определенной степени могут быть релевантны и для людей. При этом они достаточно малы и прозрачны, чтобы ученым было удобно наблюдать за движением сенсоров.

По мнению исследователей, новая технология может стать альтернативой вживляемым микрочипам. Последние имеют размеры от одного до нескольких миллиметров и воспринимаются организмом как инородное тело.

— Любая технология, при которой в живой организм вводятся чужеродные объекты, требует проверки. Надо изучить возможность побочных токсических эффектов, иммунного ответа. Мы ввели микросенсоры в ткани и органы рыб, — рассказал «Известиям» директор НИИ биологии Иркутского госуниверситета Максим Тимофеев. — Оказалось, что микрокапсулы в кровотоке не только не влияют на жизнеспособность их организма, но и не нарушают кровообращения. Также выяснилось, что капсулы чаще оседают в капиллярах, чем постоянно циркулируют в кровотоке. Попадая в какой-то орган, они надолго там остаются.

Ученые утверждают, что капсулы совершенно не опасны для организма, к тому же их можно сделать биодеградируемыми (самоуничтожающимися) и использовать только в период лечения. Эти сенсоры также можно вводить в капилляры конкретного органа или ограниченного участка кожи.

Предполагается, что информация с капсул будет считываться с помощью специального носимого гаджета. По внешнему виду он похож на фитнес-браслет, по принципу действия напоминает сканер штрих-кодов в магазине. Таким образом можно будет измерять уровень содержания кислорода и сахара в крови, кислотность, количество токсических веществ, накопленных в тканях и органах, и многие другие показатели.

До начала испытаний новой технологии на людях ученым предстоит решить ряд технических задач, связанных с биосовместимостью. Но еще до этого разработку можно использовать для экологического мониторинга или в сельском хозяйстве.

Работы по внедрению сенсорных технологий иркутские ученые проводят под руководством профессора университета Оулу (Финляндия) Игоря Меглинского.

— Наверное, все смотрели мультфильм «Тайна третьей планеты». Там есть такой персонаж — Индикатор, который всё понимает, но ничего не говорит, только меняет цвет. Наша технология очень похожа, — рассказал профессор Меглинский «Известиям».

По словам авторов исследования, о важности разработки широкого спектра микросенсоров говорили в конце января участники Всемирного экономического форума в Давосе. В частности, израильский историк и футуролог Юваль Ной Харари — автор книг «Sapiens: Краткая история человечества» и «Homo Deus: Краткая история завтрашнего дня» — назвал развитие таких технологий одним из революционных направлений современной науки.

Фото: рыбки Danio rerio сняты через 7 дней после поступления в их почки микросенсора — полупроницаемой капсулы с флуоресцентным красителем внутри. Виды сбоку, снизу, жабры. Источник: Borvinskaya et al/Biology Open

Консультант по медико-биологическим проблемам, генетик Марина Соколова уверена в перспективности разработки иркутских ученых.

— Внедрение цифровых технологий в управление здоровьем очень актуально. Это общемировой тренд. Подобные сенсоры скоро будут широко применяться не только в медицине, но и в сельском хозяйстве, — считает Марина Соколова.

Как рассказали иркутские ученые, их ближайшая задача — адаптировать созданную технологию для нужд экологического мониторинга озера Байкал. В водные организмы будут вживлять микросенсоры, полученные данные позволят более точно следить за качеством воды.

Исследование, выполненное при поддержке Российского научного фонда, было опубликовано в журнале Biology Open.

14 июня, 2024
Обнаружен эффективный способ предсказания развития отдаленных метастазов при раке молочной железы
Ученые НИИ онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра РАН обнаружили ...
14 июня, 2024
Природная аптека: ученые открыли способность растительных пигментов усиливать действие противогрибкового препарата
Российские ученые выяснили, что природные растительные пигменты флавонолы способны в несколько раз у...